2 实验部分
2。1 仪器和实验药品
2。1。1 实验仪器
电热套(巩义市英峪予华仪器厂);微波炉(广东美的微波电器有限公司);超声波洗涤器(巩义市英峪予华仪器厂);高速离心机(安徽中科中佳科学仪器有限公司);抽滤机(巩义市英峪予华仪器厂);CHI660E电化学工作站(上海辰华仪器厂);SA3100PLUS 比表面孔径测定仪(北京彼奥德电子技术有限公司);FEI Quanta 450FEG场发射扫描电子显微镜(厦门亿辰科技有限公司);769YP-24B粉末压片机(天津市仁和仪器有限公司);圆底烧瓶,烧杯,玻璃棒,量筒,真空冷凝管,抽滤瓶,布氏漏斗,pH试纸,。
2。1。2 实验材料
玉米秸秆,磷酸(分析纯,南京化学试剂有限公司);丙酮(分析纯,南京化学试剂有限公司);无水乙醇(分析纯,南京化学试剂有限公司);聚四氟乙烯(山东森荣塑业有限公司);乙炔黑(天津天一世纪化工产品科技发展有限公司)。
2。2 活性炭的制备
2。2。1 实验前期准备
1。通过计算配制浓度为18%的磷酸溶液待用。
2。将超声清洗器放入通风橱内并在其中加入适量清水,设置到指定温度,待用。
3。连通好蒸馏装置并且检查其气密性。
4。检查抽滤机气密性。
2。2。2实验过程记录文献综述
查阅制备活性炭的参考文献及相关专利,根据以往的检测数据,我们初步判定当磷酸质量分数为18%,固液比为1:8,超声震荡温度为80℃,超声震荡时间为50min,蒸馏活化温度为80℃,蒸馏活化时间为20min;微波功率为700W;微波活化时间为3min的条件下制备的活性炭有较好的性能,为了进一步提高产品的性能,在以上实验条件的基础上提出了GJ系列,以期找到制备活性炭的最佳条件。
同时便于对实验变量的分析,对以下实验条件设定为:磷酸质量分数为18%,固液比为1:8;超声震荡时间为50min;微波活化功率700W;微波活化时间为3min。在超声震荡时间、蒸馏活化温度、蒸馏活化时间方面进行了如下调整。
为此准确称取4g由769YP-24B粉末压片机制得的玉米秸秆,放于100mL小烧杯中,向小烧杯中加入新配置的18%的磷酸溶液32mL,待溶液充分浸泡玉米秸秆,静置5min,静置的过程中,开启通风橱内的超声清洗器,并将其温度设定为80℃。待静置结束,水温升至设定温度后,将浸泡着玉米秸秆的小烧杯固定在超声清洗器中超声50min。该步骤完成后,取出超声后的玉米秸秆装入蒸馏装置中,设定电热套温度为80℃,蒸馏活化20min;将蒸馏活化后的物料取出并置于坩埚中,放入于微波炉中,设定功率为700W,微波活化3min(分三次进行,每次1min),将经过微波活化的活化料取出放入100mL小烧杯中,加入80mL蒸馏水,使用清洁的玻璃棒充分搅拌,置于超声清洗器中超声震荡8 min后取出抽滤。由于酸性过大,需按照相同的方法重复6-8次,直至洗成pH为6。5-7。0的中性水溶液。烘箱温度设置为120℃后将产品放入烘箱,称取样品质量并记为GJ-1。