氢氧化钾制作高端活性炭催化剂

发布时间:2010-8-7 9:56:50 浏览次数:767
文章来源:www.590.com网络部 作者:www.590.com小编

                                  氢氧化钾制作高端活性炭催化剂    

       氢氧化钾为活化剂制备高性能活性炭。采用3因素3水平正交试验设计法考察活化温度、活化时间以及浸渍时间对产品吸附性能的影响。在*条件下,料液比1:4,浸渍时间1h,活化度900 ℃和活化时间90 min。制得的活性炭具有发达的微孔隙结构,比表面积高达2 4 1 5m2/g。
活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积,可以通过采用不同孔隙结构的活性炭来吸附化学物质,因而使用方便、效果良好。活性炭广泛用于冶金、医药、食品、环保和军事等领域【1-5】。随着工业的发展,对活性炭的吸附性能要求也来越高,也越来越专业化。制备高比表面积活性炭通常采用碱金属和碱土金属为活化剂,由于国内的林木和煤矿的资源很 为限,如何寻求廉价而丰富的原料替代木材和煤炭是目前活性炭制备领域急需解决问题。开发高性能活性炭和降低成本已经成为当前活性炭工业发展的方向之一。

氢氧化钾制备的活性炭化剂所属高性能活性炭。
1   实验
1 原料及试剂:
      原料煤质柱状活性炭【www.590.com牌】,经元素分析组成C为47.48%,H为5.96%。实验所用分析纯氢氧化钾、亚甲基蓝、盐酸等均由上海试剂厂生产。
2、制备方法:
经分样筛选取粒经4.0mm煤质活性炭,在110℃的烘箱中烘2 h,冷却后置于广口瓶中备用。将氢氧化钾和煤质活性炭按料液比l:4(活性炭与活化剂比)混合均匀,在回转式电阻炉中采用智能温控仪控制温度,以一定的流量通入N2,以1 0℃/min加热至所确定的活化温度,活化一定的时间,结束活化冷却至室温后,关闭氮气。制得的样品用0.5 mol/L的HCl在50~80℃下不断地搅拌加热1h,再用热的蒸馏水洗涤过滤,用0.1mol/L的硝酸银溶液滴加洗涤液不变浑浊,同时用pH试纸测定,当洗涤液的pH值为6~7时,洗涤结束。样品在110℃的烘箱中干燥2h,迅速取出置于干燥嚣中,冷却。
3、产品性能表征
碘值﹙mg/g﹚和亚甲基蓝脱色力﹙mL/g﹚:按《木质活性炭试验方法》﹙GB/T 12496.1-22-1999﹚测定。
    比表面积和孔隙结构:采用美国的ASAP2010自动物理吸附仪在77K液氮下测定。用BET方程计算比表面积;用D-R方程计算总孔容;孔径分布幅H-K法获得。
 
*工艺条件,减少浸渍时间可以提高生产效益,浸渍时间越少对于生产过程越有利。所以综合考虑两个指标的影响效果,浸渍时间1h,活化温度900℃,活化时间为90min。
 试验优化
由正交试验结果分析得出的*工艺条件的组合不在9个试验中,所以需要进行进一步验证。在浸渍时间1h、活化温度900℃、活化时间90min条件下进行10号样品的试验。试验结果为:碘值1969mg/g,亚甲基蓝脱色力600mg/g。由试验结果可知,正交试验分析结果是正确的。
表面积和孔隙结构
以氢氧化钾为活化剂投篮的活性炭以其微孔发达而著称。以煤质柱状活性炭为原料氢氧化钾法制得的活性炭样品7#和10#的比表面积和各种孔容大小列于表2中。显然,10#活性炭样品比7#活性炭样品具有更多的微孔容,而中孔容少些,从而前者的比表面积必然要比后者大,总孔容比后者小。采用氢氧化钾活化法制备的竹活性炭*的比表面积可以达到2415m2/g,平均孔径2.01nm。
2.4 活性炭微孔分布
活性炭样品7#和10#的孔直径和孔容积之间的关系,可以看出,两个样品的孔直径在0.8nm以下基本不存在,孔直径主要分布在0.83~1.6nm、0.83~1.3nm。
由微分曲线可以看出,样品7#中孔容增加*快是在孔直径0.87nm左右,直径0.83~1.5nm孔都有较大含量,1.6nm以上斜率为一水平线;样品10#则在0.85nm左右增长迅速,随后急剧下降,到达1.4nm之后趋于一直线。还可以看到样品10#比样品7#的孔直径分布范围较窄,孔容积也较大。因而,样品10#比7#要好。这与其对碘和亚甲蓝的吸附性能相吻合。
以废木料氢氧化钾浸渍活化剂,可以制得高性能的活性炭。
*的制备工艺为料液比1:4,浸渍时间1h,活化温度900℃,活化时间90min,混合均匀后直接炭化、活化。
  氢氧化钾法制得活性炭具有较高的碘值和亚甲基蓝吸附值,比表面积高达2415m2/g,微孔含量发达,孔径分布较窄,平均孔子径为2.01nm。

       KOH浸渍的粒状活性炭,以少量Na_3PO_4为润湿剂,对低浓度H_2S具有颇好的动态吸附性能,特别是在高相对湿度下。若以PO试剂代替Na_3PO_4,这一吸附性能将会提高至新水平。滤毒罐试验证实:若用粒度较小的活性炭作为基质,同样浸渍以KOH和PO试剂,却显示比使用Na_3PO_4的浸渍炭好得多的吸附低浓度H_2S的能力。KOH浸渍炭的优点是,能以较高的速度吸附H_2S

          以烟杆为原料,氢氧化钾为活化剂,采用一步炭化法制备了活性炭。采用正交实验研究了对活性炭得率和吸附性能的影响的主要因素,*了*工艺条件,所制活性炭碘吸附值为1198.27 mg/g,亚甲基蓝吸附值为国家甲等品标准的3倍。还测定了该活性炭的氮吸附等温线,通过H-K方程和密度函数理论表征了活性炭的孔结构,其结果与电子探针和透射电镜分析的活性炭微观结构相一致

          以独山子石油焦为原料,氢氧化钾为活化剂,采用微波法制备活性炭。主要考察了剂料比、微波功率、辐照时间等因素对活性炭收率、活性炭吸附性能及孔结构参数等方面的影响。结果表明:随着剂料比的增加,活性炭的比表面积、总孔容和微孔孔容都逐渐增大。随着微波功率的增加,活性炭的收率逐渐降低,苯吸附值和碘吸附值都是先增大后减小,峰值分别出现在1.2kW和1.3kw。微波辐照时间的增加,活性炭的苯吸附值和碘吸附值随之增加,辐照时间为15min时达到*值,大于15min,苯吸附值和碘吸附值略有下降后逐渐趋于平缓。在考察的范围内,微波加热法制备活性炭的*工艺条件是剂料比为4:1,微波功率为1.2~1.3kW,微波辐照时间为15min,此时活性炭比表面积可达1583.606m<,2>/g,总孔容达0.884cm<,3>/g。

字体大小[ ]

  www.590.com   版权所有  地址:河南省巩义市东周路
电话:0371-66550288  传真:0371-66550299    手机:13643866137
网址:/  手机版   管理入口
备案号:豫ICP备18027134号-1     技术支持:巩义企业网

豫公网安备 41910102000108号      网站地图
   
XML 地图 | Sitemap 地图