PDF《王子忱由稻壳制备高比表面积活性炭_王子忱》

由稻壳制备高比表面积活性炭 郭玉鹏 杨少凤 赵敬哲 王子忱 赵慕愚 (吉林大学化学系, 长春 130023) 摘要 以稻壳为原料, KOH 为活化剂制备了高比表面积活性炭, 其比表面积超过

3 000 m

2 g, 且孔径均一, 孔分布较窄.

关键词 活性炭;

稻壳;

氢氧化钾 中图分类号 O

614 文献标识码 A 文章编号

025120790 (2000)

0320335204 收稿日期: 1999205223. 基金项目: 吉林省科学技术发展规划项目资助. 联系人简介: 王子忱(1953 年出生) , 男, 博士, 教授, 从事功能材料物理化学研究. 活性炭作为一种活性吸附材料, 用途广, 需求量大, 但用传统方法制得的活性炭的比表面积一般 小于

1 000 m

2 g, 利用有机聚合物的碳化及高温活化制得的活性炭纤维的比表面积也只有

1 500m

2 g, 远不能达到日益发展的环保、电子、医药、化工和军事等领域的需要, 故高比表面积活性炭的研制与 开发已成为国内外科技工作者研究的热点之一[1 ~

9 ] . 日本、美国等发达国家已相继开发出比表面积大 于3000 m

2 g 的活性炭, 但这些活性炭的原料多为石油焦、煤焦等碳含量极高的材料[10 ~

12 ] , 而以稻壳 等农副产物为原料制备高比表面积活性炭的报道则较少 . 稻壳是稻谷加工的副产品, 我国稻壳资源相当丰富, 但利用程度很低, 大部分作为废物丢弃或作 低级燃料用 . 文献[13,

14 ]曾报道过用稻壳来提取 Si O

2 的工艺, 而关于制取活性炭的研究则尚未见报 道.本文以稻壳为原料, KOH 为活化剂来制备高比表面积活性炭, 该实验方法简单易行, 所需设备简 单, 易于推广 .

1 实验部分 1.

1 实验原料及仪器 长春市郊区稻壳;

KOH 为A. R. 级(北京市化工厂);

马弗炉(北京陶然亭电炉厂);

管式电阻炉(上 海实验电炉厂);

A SA P

2400 型BET 自动物理吸附仪(美国M icrom etrics 公司);

H 2800EM 透射电子显 微镜(日本 H itachi 公司). 1.

2 实验步骤 采用密闭干馏, 高温活化处理来制备高比表面积活性炭 . 实验步骤如下: (1) 将稻壳洗净, 烘干;

(2) 在一定温度和氮气保护下, 对稻壳进行干馏 . 炭化温度为

350 ~

450 ℃, 保护气为普通氮气;

(3) 将炭化物粉碎后与一定质量的活化剂混合, 研磨后在

650 ~

850 ℃下活 化;

(4) 研磨活化产物, 水洗至中性, 在120 ℃下烘干即得产品 . 1.

3 样品表征 使用A SA P

2400 型自动物理吸附仪将样品在

150 ℃, 1.

33 Pa 下脱附

4 h 后测定N

2 的吸附等温 线, 通过BET 方法算得样品比表面积与孔径分布 . 使用透射电镜观察其微观形貌.

2 结果与讨论 2.

1 制备参数对活化产物性能的影响 2. 1.

1 活化方式的影响 活化升温方式: (a) 由室温连续升至活化温度(即在室温下将反应物放入马 Vol .

21 高等学校化学学报No.

3 2

0 0

0 年3月CHEM ICAL JOU RNAL OF CH I N ESE UN I V ERSIT IES

335 ~

338 弗炉);

(b) 由室温快速升至活化温度(即将反应物直接放入高温马弗炉);

(c) 先低温预处理, 再高温 活化. 在800 ℃[m (KOH ) m (C) =

4 ]活化

1 h 后考察活化方式对活化产物比表面积的影响, 结果如 表1所示 . Table

1 The effect of activation pattern on the specif ic surface area of the activated carbon A ctivation m ethod Specific surface area (m

2 ・g- 1) No.

1 No.

2 No.