活性炭吸附二氧化碳的測試
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(jié)果表明，當(dāng)炭化溫度升高時，活性炭產(chǎn)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(chǎn)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(jié)果表明，1000 ℃活性炭全部為和170目的過些天吸附能力最強(qiáng)，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(yīng)導(dǎo)致全球變暖，海平面上升和生態(tài)系統(tǒng)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(shù)的發(fā)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(rèn)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(jī)溶劑，化學(xué)品和中間體。收集CO 2可有效減少二氧化碳排放量，以及創(chuàng)造潛在的經(jīng)濟(jì)效益。
各種溫度下制備的活性炭
采用緊湊型木炭窯生產(chǎn)活性炭。其最大容量為每批1kg原材料。將從電力供應(yīng)線圈直接供給的線圈的感應(yīng)加熱器安裝在窯壁中，用于產(chǎn)生熱能以使原材料炭化。將溫度傳感器放置在炭窯內(nèi)用于監(jiān)測炭化溫度。通過設(shè)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?dú)庥米鬏d氣。較高的加熱速率可能導(dǎo)致較低的活性炭產(chǎn)量。因此加熱速率設(shè)定在5〜10℃/ min的可接受范圍內(nèi)。采用炭化溫度600、700、800、900和1000℃比較活性炭的質(zhì)量。在達(dá)到設(shè)定的炭化溫度后，在該溫度下將原料炭化120分鐘。然后關(guān)閉加熱器和氣體流，使炭化原料在窯內(nèi)自然冷卻至室溫。
在炭化之前，首先將纖維材質(zhì)空氣干燥。讓材料中的含水量控制在13〜16%的范圍內(nèi)。將切割成一樣的形狀。在窯爐溫度為600〜1000℃的氮?dú)猸h(huán)境中，將材料炭化。使用機(jī)械研磨機(jī)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(yù)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(nèi)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(yīng)，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(dǎo)致殘留物由于不完全的炭化和顯著的揮發(fā)性物質(zhì)釋放(如焦油)而堵塞活性炭微孔。
本文作者：董帝豪
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