物理化学活化法制备红麻杆基活性炭及其表征

以速生材红麻秆为原料,采用常规化学活化法和物理化学耦合活化法制备红麻杆基活性炭。通过活化时间、活化温度和磷酸浓度三个因素探究物理化学耦合活化法制备红麻杆基活性炭的工艺参数。借助红外光谱、扫描电镜、比表面积及孔容表征活性炭的表面官能团、表面形态和孔结构特征。研究结果表明,耦合活化法制备红麻杆基活性炭的较佳工艺参数为:磷酸浓度5%,活化时间120 min,活化温度850℃。该工艺条件下制备的耦合活化炭具有发达的中孔结构,并且其表面富含羰基、羟基、羧基等官能团,碘吸附值达1 148 mg·g^(-1)、比表面积达1 636.94 m2·g^(-1)、总孔容达0.95 cm3·g^(-1),分别约为常规活化炭的1.4倍、2倍和2倍。耦合活化法利用磷酸-水蒸气的协同活化效应,该效应对活性炭孔隙的形成、发展和调控具有重要作用。

机械力预处理磷酸法与传统磷酸法制备活性炭

以速生材红麻秆芯为原料,磷酸为活化剂,采用传统磷酸活化法和机械力预处理磷酸活化法制备红麻秆基活性炭。考察了不同活化时间下2种制备方法对红麻秆基活性炭得率和吸附性能的影响,并借助比表面积分析仪、红外光谱仪表征了活性炭的孔结构及表面官能团特征。结果表明:相比于传统磷酸活化法,机械力作用能使磷酸渗入到原料里层,提高活化效率,使活性炭具有更高的得率、吸附性能、BET比表面积和孔容。在活化时间90 min下,机械力预处理磷酸活化法制得的活性炭得率为50.24%,碘吸附值为1 024 mg/g,亚甲基蓝吸附值为275 mg/g,BET比表面积为1 625.42 m^2/g,总孔容为0.762 cm^3/g。由孔径分析可知,2种方法制备的活性炭均以微孔为主,并含有一定数量的中孔。由红外光谱分析可知,机械力预处理不会破坏炭化物的基本结构,2种方法制备的活性炭表面均含有—OH、C—O和C=O等含氧官能团。