废轮胎回转窑中试热解炭表面组分XPS分析

以X射线光电子能谱(XPS)对废轮胎回转窑中试热解炭表面组分进行实验分析,研究热解炭本体与表面的异同,热解温度、热解炭粒径的影响。与商用炭黒比较,废轮胎热解炭本体中含有更多的Zn、Si、S、Mg等杂质元素,各组分与热解温度没有大的相关性;热解炭表面在热解过程中形成了一吸附沉积层,表面层中杂元素的质量分数极低;低于500℃时,热解不完全,吸附沉积物较少。热解炭按粒径存在一定分布,粒度<0.074mm的粉末状热解炭来自表面磨损脱落的粉末,各种杂元素的质量分数很低;Zn元素的相对质量分数随热解炭粒径的减小而减少。对热解炭进行深度剖析发现,吸附层是极薄的,表面层对本体的影响是极小的;定量分析结果表明,以C质量分数为100,则O为4～6,S、N约为1,Zn小于0.6,而商用炭黑中S约为0.3,不含N、Zn。

废轮胎回转窑中试热解炭中碳元素化学形态

应用X射线光电子能谱(XPS)对废轮胎回转窑中试热解炭(PCB)中C元素的化学形态进行分析.荷电效应及背景校正后,分别应用“非对称性Gaussian-Lorentzian线性和函数”与“Gaussian函数”对非对称与对称峰进行拟合.结果发现,热解温度≥500℃时,热解充分,热解炭本体中C元素的化学形态类似商用炭黑(CCB)N660,而热解炭表面吸附沉积物中C元素的化学形态不同于本体,随热解温度升高,表面吸附物中类石墨质C有所增加;450℃时,热解不充分,热解炭本体中类石墨质C含量少,表面吸附物少;热解炭按粒径存在一定的分布,热解炭颗粒越小,石墨质C含量越低;热解炭表面吸附、沉积物厚度的近似数量级为0.2mm,热解炭本体中C元素的化学形态并未受到表面吸附、沉积层太大的影响.

废轮胎回转窑中试热解炭中O、S、N、Zn的X射线光电子能谱(XPS)分析

应用X射线光电子能谱(XPS)对废轮胎回转窑中试热解炭(PCB)中O、S、N、Zn的化学形态进行分析.结果发现,热解炭本体中“双键氧SO”峰随热解温度升高不断增大,硫化物含量高,Zn和大部分N分别以ZnS和胺的形态仅存在于热解炭本体中;商用炭黑中不含硫化物、N及Zn,O主要以“双键氧SO”形态存在;热解炭表面吸附层中S以“S-CR-S—S-R”形态存在,O的存在形态随热解温度的不同而改变,而450℃时热解不完全,表面吸附物很少;热解炭本体、表面吸附层及商用炭黑中均不含氧化物;热解炭粒径越小,O、S、N和Zn的存在形态越接近本体,表面吸附层的厚度大约为0.2mm,表面吸附层对热解炭整体的影响是有限的.