活性炭是一种常用吸附剂,因其具有发达空隙结构、化学性质稳定、有大量优质表面官能团等性质,在工业上有着很广泛应用。随着活性炭应用领域不断扩大,应用专一性日益增强,促进了活性炭制备技术的发展。常规活性炭已不能满足诸多领域的特殊要求,因此近年来国内外研究开发了多种新型活性炭材料。其中高比表面积活性炭由于具有比表面积高、微孔分布集中且吸附性能优良等特点受到广泛关注。而高比表面积活性炭的制备是一个受多因素影响和制约的较复杂的工艺过程,其原料的差异、处理工艺的不同,对活性炭的孔径分布、比表面积、表面特性等性能指标产生显著影响。 本论文以农作物废料玉米芯为原材料,采用KOH化学活化法制备高比表面积活性炭。活性炭的制备主要分为炭化和活化两个步骤。本文细致考察了炭化过程中炭化温度、炭化时间的影响;活化过程中碱炭比、活化温度、活化时间对产品孔结构性能影响;同时分析了原材料颗粒度及收率等条件。 由自制BET装置、大角XRD、TEM对活性炭进行了表证和分析,结果表明:原材料颗粒度20～40目、炭化温度450℃、炭化时间30 min、碱炭比4:1、活化温度850℃、活化时间60 min是KOH法制备玉米芯活性炭的最佳条件,活性炭比表面积可以达到3227 m2/g。X-射线衍射及透射电子显微镜分析表明活性炭是石墨微晶结构,是非晶态的,是短程有序的。 另外,由自制活性炭进行燃油吸附脱硫实验,对吸附模型进行了探索。同时表明高比表面积活性炭在吸附脱硫方面有一定前景。
