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活性炭吸附二氧化碳的測試

來源：韓研活性炭網作者：韓研活性炭網 2017-07-06

　　本文章介紹了活性炭吸附二氧化碳的測試。在各種炭化溫度下制備的活性炭，并分別研磨成具有60,100和170目的粉末。為了了解活性炭的吸附特性，分析了其基本性能，灰分含量，pH值，比表面積，碘值，孔體積和粉末粒度。結果表明，當炭化溫度升高時，活性炭產量下降，pH值升高。此外，在1000 ℃的溫度下炭化2小時的活性炭會產生比較高的碘吸附值和表面積。在實驗中，使用在各種碳化溫度下制備的活性炭粉末吸附1.854%CO 2 120小時。結果表明，1000 ℃活性炭全部為和170目的過些天吸附能力最強，CO 2濃度顯著降低至0.836%。

　　溫室氣體，包括二氧化碳，甲烷，一氧化二氮，含氯氟烴，和臭氧的濃度，在大氣中增加[。溫室效應導致全球變暖，海平面上升和生態系統不平衡，威脅到許多生物的存在。因此，各種溫室氣體的吸附，分離和捕獲技術的發展是一個迫切的問題。在CO2的增加是主要來自化石燃料的燃燒，這通常被認為是全球變暖的主要原因。目前，煤，石油，天然氣等化石燃料占全球能源消耗的85%。這些燃料占總CO2的40%以上的排放量。CO 2是一種無毒，便宜和可再生的氣體，可用于替代許多有毒有機溶劑，化學品和中間體。收集CO 2可有效減少二氧化碳排放量，以及創造潛在的經濟效益。

　　各種溫度下制備的活性炭

　　采用緊湊型木炭窯生產活性炭。其最大容量為每批1kg原材料。將從電力供應線圈直接供給的線圈的感應加熱器安裝在窯壁中，用于產生熱能以使原材料炭化。將溫度傳感器放置在炭窯內用于監測炭化溫度。通過設定原材料熱解過程的溫度可編程控制炭化溫度。將原材料以恒定的流速(300mL / min)從室溫加熱至炭化溫度，氮氣用作載氣。較高的加熱速率可能導致較低的活性炭產量。因此加熱速率設定在5?10℃/ min的可接受范圍內。采用炭化溫度600、700、800、900和1000℃比較活性炭的質量。在達到設定的炭化溫度后，在該溫度下將原料炭化120分鐘。然后關閉加熱器和氣體流，使炭化原料在窯內自然冷卻至室溫。

　　在炭化之前，首先將纖維材質空氣干燥。讓材料中的含水量控制在13?16%的范圍內。將切割成一樣的形狀。在窯爐溫度為600?1000℃的氮氣環境中，將材料炭化。使用機械研磨機將碳化竹炭分別粉碎成60、100和170目的粉末。在測量之前，將樣品在高溫下以流動的慣性氣體預處理，以除去任何污染物。測試一下活性炭的吸附能力。

　　二氧化碳吸附測量

　　為了測量活性炭的吸附CO 2的能力，具有入口閥的通氣槽和一個單向氣體釋放閥被用作CO 2容器。作為實驗組，將含有特定重量的活性炭通氣罐作為實驗組，沒有活性炭是對照組。在各種炭化溫度下制備的各種尺寸(60、100和170目)的活性炭放置在罐中用于吸附試驗5天。氣相色譜用于每天測量通氣罐內剩余的CO 2濃度。比較每個通氣罐中CO 2濃度的變化，可以評估各種活性炭的吸附能力。

　　討論了炭化溫度和活性炭尺寸的影響。隨著炭化溫度的升高，孔體積趨于增加。此外，在炭化溫度為600?1000℃時，孔體積為8.6?10.7cm 3 / g。此外，活性炭的測定pH值顯示有堿性反應，隨著碳化溫度的升高而增加。在1000℃下炭化的活性炭的表面積和孔體積最高。使用低溫度炭化的活性炭可能導致殘留物由于不完全的炭化和顯著的揮發性物質釋放(如焦油)而堵塞活性炭微孔。

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