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活性炭增強(qiáng)二氧化碳吸附,我們嘗試使用三種化學(xué)試劑即硝酸,硝酸鈣和乙酸鈣來實(shí)現(xiàn)活性炭增強(qiáng)的二氧化碳選擇性吸附。在干相處理中,微孔椰殼活性炭表現(xiàn)出比煤基更高的二氧化碳容量。然而,在濕相預(yù)處理后,改性的椰殼活性炭樣品表現(xiàn)出較低的二氧化碳吸附效率。
物理工藝和化學(xué)改性的不同一直影響著活性炭的使用,隨著二氧化碳普遍被人認(rèn)為是全球變暖的原因,對(duì)其產(chǎn)生源頭的減少和遏制,以減輕它對(duì)氣候的影響 。有效的吸附二氧化碳和儲(chǔ)存是我們應(yīng)該思考的問題。已經(jīng)有消息在各種條件下使用不同制劑制備的活性炭來吸附二氧化碳。本質(zhì)上,交流電通過物理吸附吸附液體的潛力很大,憑借其強(qiáng)烈發(fā)展的孔結(jié)構(gòu)獲得極高的表面積。然而,二氧化碳在我們環(huán)境中濃度不是很高,即約0.04-0.3%和4-15%(發(fā)電站的煙氣),用于分別的室內(nèi)和室外,因此制得的或經(jīng)修飾的活性炭對(duì)二氧化碳的選擇性吸附?jīng)Q定了它的適用于環(huán)境的使用。
已經(jīng)試驗(yàn)了在活性炭胺化之前的干相預(yù)氧化的效果,發(fā)現(xiàn)通過化學(xué)吸附促進(jìn)二氧化碳的選擇性,即使浸漬方法經(jīng)常導(dǎo)致由于堵塞和變形而導(dǎo)致的純二氧化碳吸附能力降低的微孔。HNO 3是已被證明是有效的濕氧化劑在活性炭上誘導(dǎo)大量表面氧官能團(tuán)(SOF)的礦物浸漬劑之一[。然而,如果這種能力是基于酸度(H +)或硝酸鹽的氧化電位。而且,還沒有工作報(bào)道過使用SOF來增強(qiáng)胺化,通過產(chǎn)生對(duì)酸性氣體如二氧化碳具有顯著親和力的特定表面氮官能團(tuán)(SNF)。
二氧化碳吸附測(cè)試
所制備的活性炭最終測(cè)試是測(cè)定二氧化碳吸附能力。在室溫下,使用一些儀器能夠測(cè)量絕對(duì)吸附容量(q abs),即從0到 1atm的低于正常的壓力,因?yàn)樵跍y(cè)量之前將樣品排出到真空狀態(tài),而使用TGA來確定在環(huán)境壓力下的吸附容量(q amb)。對(duì)于環(huán)境適用性,進(jìn)行選擇性測(cè)試以確定高(10%)和低(0.3%)二氧化碳水平的吸附效率。二氧化碳分別被調(diào)節(jié)為模擬室外和室內(nèi)空氣。在選定的樣品上進(jìn)行二氧化碳在120 ℃的等壓解吸,以估計(jì)二氧化碳解吸的速率和緩解。
下圖顯示了改性活性炭的微孔尺寸分布。隨著孔隙變寬,椰殼活性炭的平均孔徑由于HNO 3而增加,而Ca(NO 3)2則減少。然而,煅燒表現(xiàn)出最大的孔徑減小,因?yàn)?形成平均尺寸為0.4nm的更窄的微孔。煅燒樣品顯示在比那些胺化Ca的碳的微孔更好的改善(NO 3)2,其可有效地提高二氧化碳物理吸附。這可能是由于在相鄰孔壁上形成更多的CaO,導(dǎo)致孔隙空間減少。
圖1。制備的活性炭吸附劑的微孔尺寸分布。
二氧化碳吸附的評(píng)估
采用純二氧化碳吸附容量,高低選擇性來評(píng)價(jià)兩種碳熱處理前處理效率。
吸附能力
由于吸附劑和吸附劑之間的表面化學(xué)相互作用變得不那么顯著,而在大氣壓力下測(cè)量的q amb將表現(xiàn)出對(duì)吸附劑表面化學(xué)性的一些依賴性,所以q abs主要取決于測(cè)試樣品的微孔分布。圖4顯示了兩種測(cè)量的吸附容量結(jié)果,比較了椰殼活性炭與活性炭的樣品。
椰殼活性炭是主要為微孔(具有較高V 微 / V Ť)和更窄的微孔,表現(xiàn)出較高的q 絕對(duì)值比煤質(zhì)活性炭高,而不管樣品改性處理。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì)差異的顯著性在熱處理時(shí)變得更明顯,特別是當(dāng)沒有預(yù)氧化時(shí)進(jìn)行胺化時(shí)。正如預(yù)期的那樣,q amb的值通常小于q abs的值,這是因?yàn)樵谏叩膲毫ο?在前者中)使得測(cè)試樣品在二氧化碳進(jìn)料之前進(jìn)行脫氣,從而增加了二氧化碳的可接近性分子到內(nèi)部和更窄的微孔。
自從全球變暖和室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)出現(xiàn)以來,用于環(huán)境二氧化碳干法洗滌的低成本,可用且高效的干燥吸附劑的制備已成為研究的主要領(lǐng)域。本工作實(shí)驗(yàn)上的集成摻入既含N有機(jī)物質(zhì)并且其已被證明具有對(duì)二氧化碳強(qiáng)親和力無機(jī)氧化鈣化學(xué)吸附。在煤質(zhì)活性炭上而不是在椰殼活性炭上用含有金屬鈣的濕潤(rùn)劑進(jìn)行預(yù)處理,可以更好地提高二氧化碳選擇性吸附。
文章標(biāo)簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質(zhì)活性炭,木質(zhì)活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.本文鏈接:http://www.79848.cn/hangye/hy602.html
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