AdsorptionDesorption Performance of CO2on Pitch―based SphericalActivated Carbons.docx

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1、!1,#$无机材料学报第卷第！ “卷第！期将，-/斓映.-2/其5 /67-？蝴!）*年!月文章编号仲）0!EVE! ）（：） !）*DR） H#!廿）WE!DUHF4*） EE，！）*，）*函#沥青基球形活性炭对# $的吸脱附行为研究谢菲在艳莉鳍 亮瑞明寐晓释痂文明#麦立成坪东理工大学化学工程联合国家重点实验室；上海!） !EOt摘要考察了沥青基球形活性炭2FHBJC的孔结构与JX!吸附容量间的内在关系及其脱附性能，采用 吸附法分析FHBJ的孔结构曲穿透曲线测试其对 JX:的平衡吸附量实验结果表明&EJXM :混合气氛下活性炭对JXi#的吸附容量与孔径小于*.G的微孔比表面积呈线性关系 当F

2、HBJ担我=Y的三聚制胺后对 JX=YCW平衡吸附量由）R*GG%鲍增加到*伙=GG*题提高了 ！口侬丫屎用抽真空脱附时 循环脱附效率为ED“nf而电解吸抽真空耦合脱附工艺可使JX，的循环脱附效率接近 伊）Y平关键词沥青基球形活性炭：二氧化碳:吸附中图分类号叫Z *!E#文献标识码#%S()*+(. ()*十(0/)1()2 3-4/(T# $,(0,445673，/&8*5/),43%1十:34&# 3)7(-,nV O73A B ( /.# 3#tNB (# /2 点。但 3.2相 B (的夕人 3#3BX 执 7. 7fe 77#tSC7桩告-7伤,4$ -7G 767辨弼Kv /87工

3、#PK7-%/珊4团/67工槛/-: %.渊7FHB JC. II8%6.P433WX8.d78267I8fe 7C778%6. tf收稿日期：！)*)=)=辙到修改稿日期：！)*)”*) !)=*C# L787-4K，.第0灯K3. /影-W1M %4&陶-%2-/G 樵萌 32K7第1,4/砥.荆)E) ! =*) 7C4iK.2K3.67-./6 ./陶%P7 .# F-%J4 ?*H)E)D)C# 作者简介:谢菲强R?=fc；女硕士研究生陋讯联系人澹亮副教授怫怫)%-7 46, -7米E.lW7f,3S3z-3,G Wl8%-P6.G%z4K467-3BQ18tt%CFHB J 8ff

4、e 7-7#/ ./由T7工擢 b. 3S27.卸工8%-P6.制JX !枢 8l767-G 3.7工际-%, 2Kt7 -7gC, 2K悔,-d7K7fr78z m.工31/67工脉/晒77伯 83.7-76 . 9GP第 7第!但，O/47/-7/提相 -%P%-78fe 双9岩-7赛3T7楞 S7ttfe 77.燃7用 f, 353:-3, G I8%6 .G%z .雒 0JX O 工较7糊 742欧/ .拱# G 轨 K7 .抵Y 婚 7G 3.7fe /8槌/67 工据.豚7捌 470FHB J 嘏7用 , 33: -3, G l8%-P .G%z . QJX #楣#钺域雄4-7/8

5、7工樨 11 丫 料%G 钠 舒均 G %毓根坤伙二招 G %B,做K7柩78%由豉 Ob4S7#70CB137.4bftfeOffX i#aB,HY fe 际指 /4, ,G 用He 3.2B I8%-P6 .辞 HB 佻 K3S7tt. 74K) Y fe 迦 E=Y k?=Y =Y、EY左右同时还含有微量的HX、（X、（X!#气体这势必为JX肺集技术的开发增加很大的难度学H前胸X!的捕集技术主要有吸附法、吸收法和膜分离法i*窗其中吸收法主要是采用化学反应的方式将，（告捕集起来 捕集量大 旗.吸收剂的再生能耗大）同时在大空速环境下存在雾沫夹带及设备腐蚀等工程性技术难题搬分离技术可以实现对，

6、（%很好的选择性分离效果该方法需要对气体进行前处理、脱水和过滤吸附法因具有吸脱附速度快、能耗低、无需考虑设备腐蚀等特点逐渐成为一种最具发展潜力和竞争力的，（*捕集技术专近期研究较热的，吸附材料主要有碳质多孔材料.-./。、沸石分子筛,1砥氨基修饰硅基介孔材料ME金属框架有机物/盗淇中腓石分子筛在室温下对，（箱勺吸附容量可达-3 3 46由具有很好的吸附选择性但该材料在有微量水分或 8 （存在条件下附，（%的吸附性能迅速降低做基修饰硅基介孔材料淇优势是在有水份存在条件卜）$对，”仍具有较高的吸附容量和吸附选择性 但该粉体材料成型后）如何解决吸脱附循环稳定性是关键痈金属框架有机物尚处于研究阶段距离

7、大规模工业应用较远沥青基球形活性炭9:8;乍为一种新型吸附材料淇独特的孔结构及其光滑的表面、均一的球径等外形特征赋予其特殊的吸附功能）如压降小、装填密度高、吸脱附速度快等月前）中国科学院山西煤炭化学研究所和华东理工大学对有关：8;，的制备、结构控制、表面化学修饰及其用作口服药物方面进行了很多研究,）f有关该材料在，吸附方面的研究尚未见报道沐工作着重研究：8;，$对，（电气体的吸脱附行为专实验部分! ”#$的制备以煤沥青为原料深用文献,! = .!-敢导的方法制得粒径！川%#3 3的沥青球市空气气氛下以#干8的升温速度升温至 缸#并恒温！A）对沥青球进行氧化不熔化热处理然后置于炭化炉中）$在B4

8、呆护下以 G的升温速度加热至1#并恒温！A在下胞切换为流量的，（它气体时炭化后的：8;，分别活化、-、&、1、！#A）制得不同孔径分布的：8;，讲根据活化时间分别标记为：8/、:8; z - :8;&、:8; z 1：8;，！#和 2#下旃切换为#98流量的水蒸气附炭化后的：8;，进行活化 3A）并标记为：8;，5（擀8;，5（样品担载“E的三聚鼠胺标记为:8; z JD%（ B? ! ”#$的结构分析采用美国F 93 IH求K公司生产的S 8; : .%#%#$孔结构测试仪在1用 B %静态吸附容量法分析:8;，的比表面积和孔径分布专& $，4KJ吸脱附性能评价有关：8;，对，（为吸附穿透曲

9、线的测定方法按照文献,!”叶工艺进行曲解吸附装置如图！所示）$其中吸附反应器与各个接口间均用聚四氟乙烯垫片或卡套进行气体密封或电绝缘）且温度和，（+浓度均是在线检测洪中，（*的浓度采用M，2%#色谱进行检测专啕果与讨论?! #$对$，郝J吸附性能由表！可知沥青球随 ，r活化时间的延长后所制：8;，的比表面积、总孔孔容逐渐增大 但微孔孔容和微孔含量逐渐降低铛活化时间为1#M）$比表面积由/3为67增加到 ！/!&3告67）总孔容由#4%&G3=67增力至J #&G3 =67*fH 3史、 %3 %67 #-#/G3 =674合孔径分布图第I为川以看出）当沥青球被（二活化辿时洪孔径集中分布在 当3

10、的微孔以内植着活化时间的延长解（舍将与已形成的微孔边缘碳继续反应 舟致中孔比例逐渐增大 洪中：8;，！#$的孔径主要分布在！-3范围内襦要指出的是）$随着活化时间的延长）虽然一部分，（生会进行扩孔过程但仍有一部分，（为继续与未反应的基体碳反应形成新的微孔）同时）也有部分,（*将在微孔表面形成极微孔最终导致单位面枳的孔密度增大、体密度降低彼得比表面积反而增大专图=是不同：8; z样品97冽，（舍的吸附穿透曲线而对应的平衡吸附量如表！所示袱吸附结果可以看出舌性炭对,（为的吸附量与其比表面积、微孔比表面积之间没有内在关系但是与孔径0!3的微孔比表面积基本呈线性关系S -朝图!$电解吸附反应器P?7包

11、制QRSIH3工缸N璇N亚甄K5EG工鹿 腌出原毋NISHW静INK箱KU第钳AZB 4G4ZS5E纲龄INK察ZCKI唯IW5tGHVI 於!1,#$无机材料学报第耨卷根据蒙特卡罗模拟的分析结果 哨吸附剂的孔径越接近于吸附质分子直径的）倍左右时吸附势最大#（而&!的分子动力学直径为*4）,-他就是说当活性炭的孔径为1-时瞰有利于 软&!分子的吸附护并为吸附热力学控制在常压、&!./!混合气体条件下哨活性炭的孔径时如I于 / !的分子动力学直径为*4）01,- #吗&!则与/!之间存在竞争吸附关系毗时的吸附过程为吸附动力学控制期二遵010Pore widlnmO20.18 八 H 2OQO-O o o o O0.(-M3:HunoAWvunJOU-表(！ ”样品的孔结构参数#$%fc( (l,*)l( ! lf4(-tS04M23- 47,891.；-,-.,；-P.,1；_ i=却-!r-,1；-於 fl，r?仰 flu,II-B5D2E% !(!F(!0,1，) E/ / III*4!0,h*!0,u *H*0hiD2E%lmGH”F!0m)1G,1)FG-l*! ,*-0 FmGGdF,*,lD2E%0，*/ 1 .