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188宝金博页面版: 浅谈KOH活化法对超级活性炭制备的影响,浅谈KOH活化法对超级活性炭制备的影响

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内容提示: 石河子科技 总第221期 浅谈 KOH活化法对超级活性炭制备的影响 (新疆天富集 团有限责任公 司,石河子市,832000)周颖 摘要选用新疆独山子地区石化厂石油焦作为原材料,用K OH 作为活化剂,采用化学活化法制备超级 活性炭。制取过程 中分别列举 了碱 炭比值、活化作 用时间、活化 维持温度等工艺参数对活性炭碘吸 附值 的 影响;利用液氮吸附法对活性炭的比表面积、孔容孔径分布进行了表征。结果表明:在制备超级活性炭的过 程 中,碱炭比、活化温度和 活化时间等条件起到 关键 作用,当碱炭 比为 4,活化 温度为 800~C 时,活化 时间为 1.5h 时,可以制得比表面积为2 411m /g,孔...

文档格式:PDF | 页数:4 | 浏览次数:427 | 上传日期:2015-10-25 15:05:08 | 文档星级:
石河子科技 总第221期 浅谈 KOH活化法对超级活性炭制备的影响 (新疆天富集 团有限责任公 司,石河子市,832000)周颖 摘要选用新疆独山子地区石化厂石油焦作为原材料,用K OH 作为活化剂,采用化学活化法制备超级 活性炭。制取过程 中分别列举 了碱 炭比值、活化作 用时间、活化 维持温度等工艺参数对活性炭碘吸 附值 的 影响;利用液氮吸附法对活性炭的比表面积、孔容孔径分布进行了表征。结果表明:在制备超级活性炭的过 程 中,碱炭比、活化温度和 活化时间等条件起到 关键 作用,当碱炭 比为 4,活化 温度为 800~C 时,活化 时间为 1.5h 时,可以制得比表面积为2 411m /g,孔容为1.1l cm /g,碘吸附值为2 536mg/g的石油焦基活性炭。 关键词K OH 活化法 ;超级活性炭 :吸 附性能 中图分类号:TE62 文献标识码 :B 文章编号:1 008—0899( 201 5) 06- 0038- 04 活性炭 是一种具有丰 富孔 隙结构和 巨大 比表 面积的碳质吸附材料 ,它具有吸附能力 强 、化学稳 定性好 、力学强度高且可再生等特点 ,被广泛应用 于化学工业 、医药卫生 、食品加工 、湿法冶金 、军事 化学 防护 、电极 材料 和环境保护等领域 ,是 国民经 济和国防建设以及人们 日常生活必不可少的产品 11=31。 超级电容器作为近几十年来发展起来的新型 储能元件 。由于具有功率密度高、瞬间大电流的快 速充放电 、循环寿命 长 、工作温度范 围宽 、安全无污 染等一 系列优点 ,在移动通讯 、信息技 术 、工业域 、 消费电子 、电动汽车 、航 空航 天和国防科技等方面 具有广阔的应用前景 ,已成为 目前国际研 究的热 点。超级电容器 中的电极材料是关键因素 ,影响着 超级 电容器的主要性 能指标 。碳基材料是 当前超 级 电容器最广泛使用 的电极材料 ,主要包括多孔碳 微球 、炭凝胶 、碳纳米管 、碳纤维 、活性炭等。其 中 活性炭因原料来源丰富 ,储能性价比高而成为实际 应用 中最理想 的超级 电容器 电极材料。石 河子开 发区天富科技有限责任公司结合市场需求 ,采用 KOH作为活化剂的方法制取了高比表面积活性炭, 并在实际的生产应用中探索出了一些经验。 1 实验材料及方法 以石油焦作为原材料 ,通过酸洗等化学工艺流 程处理 ,采用简易的强碱活化法 ,分析不 同的活化 一38 一 条件对活性炭比电容的影响 ,并比较活化前后活性 炭材料的微观形貌和粒径分布,为今后制备高性能 的超级 电容器奠定基础。 1.1实验原理 KOH 活化 时 ,~ 方面通 过 KOH 与碳反 应生成 K CO。而发展 孔 隙 ,同时 K CO 分 解产 生 的 K:0 和 CO 也能够 帮助发展 微孔 ;另一方 面 K:CO 、K:0 和 碳反应生成金属 ,金属会扩散入碳层 ,增加碳的反 应性 。在 KOH 活化过程中,主要发生以下反应 : 4K OH + C —}K 2C O3+ K 20 +3 H K 2O+ C — 2K + C O K 2C O3+ 2C — 2K + 3C O 1.2活性炭的制备 .『_ 。。’‘ 。。 。。。。。。。。‘ 。一 K ON ’ ’。‘。。。。。。。 ’ 。一 : :竺竺 . ] 图1 石油焦基超级活性炭的制备工艺流程 石油焦经分析检测后进行破碎 、细磨后进入筛 分机筛分成粒度不同的原料 ,选取80 ~150 目合格 的石油焦与 K OH 和催化剂按照一定 比例在混合机 内进行混合 ,定量加入纯水,混合 、浸泡3 ~20h。浸 泡好的混合物料加入到高温活化釜中,定量加入碱 液 ,用电炉加热升温 到 120%进行物理脱水。在氮 气 的保护下升温到 420%进行化学脱水 ,再 以一定 的升温速度 升温到 700 —850%,反应 1~3h。 自然 条件下冷 却至室温 ,在 淋洗塔 内用去离子水 洗涤 6 l Oh,直至洗涤液接近 中性为止 ,干燥后既得活

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