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椰殼活性炭在整個(gè)CO2氣相氧化法的過(guò)程非常重要,椰殼活性炭是活性炭種類中較為常用的一種,它的活化速率在整個(gè)CO2氣相氧化法的過(guò)程中有著重要的影響,我們針對(duì)一些地區(qū)的椰殼碳采樣對(duì)比,對(duì)椰殼活性炭的CO2氣相氧化過(guò)程做了一些分析:
溫縣椰殼炭的炭化程度較高,根據(jù)25℃的CO2吸附等溫線計(jì)算的比表面為1 020 m2/g.以不同的反應(yīng)速度活化至燒失率56%~59%,吸附等溫線基本上為Ⅰ-型,如圖1所示.C1-56、C2-59和CF1-56三個(gè)樣品的微孔比表面積分別為2 166 m2/g、2 159 m2/g和2 168 m2/g,基本相同.但在三個(gè)樣品的吸附等溫線中,活化速度最高(0.75%/h燒失率)的樣品C2-59,在相對(duì)壓力0.7時(shí)的吸附量最低,表明其微孔體積最低.CF1-69的微孔比表面積為2 228 m2/g,高于反應(yīng)速度快的樣品C2-72,相對(duì)壓力0.7時(shí)的吸附量也較高.這表明過(guò)高的反應(yīng)速度不利于產(chǎn)生微孔.越南炭化料炭化程度低,若在800℃下炭化30 min,燒失率即達(dá)到19.6%,比表面增至580 m2/g.由此可知,在活化初期,活化反應(yīng)的同時(shí)也進(jìn)行著二次炭化,因此在活化初期燒失率的變化較大,然而表面燒失并不嚴(yán)重.從吸附等溫線看,主要以微孔為主.
在氧化劑流速相同條件下對(duì)越南產(chǎn)椰殼炭料進(jìn)行活化,考察了鐵和磷酸鉀兩種催化劑對(duì)活化樣品的影響.CF2-75、CKP-70樣品的燒失率均高于樣品C3-60,可見(jiàn)添加兩種催化劑均能提高活化速率.從它們的吸附等溫線可知,除了CKP-70樣品外,比表面積隨燒失率的增加而增加.CF2-75樣品的吸附等溫線斜率較大,表明該樣品具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu),微孔比表面高達(dá)2 344 m2/g.因此,采用低炭化程度的原料,并添加一定量鐵催化劑,可大大縮短反應(yīng)時(shí)間,得到高比表面微孔活性炭.與CF3-54樣品相比,CKP-70的吸附等溫線斜率小,在相對(duì)壓力為0.37時(shí)兩條等溫線相交,表明在磷酸鉀催化作用下的活化,更多地產(chǎn)生中孔.
目前,椰殼活性炭原料主要集中在菲律賓、越南等一些東南亞地區(qū)的國(guó)家,由于近年來(lái)需求量的不斷加大,為了緩解市場(chǎng)需求,提升椰殼活性炭的活化速率,增加其有效利用率,在CO2氣相氧化法的過(guò)程中就顯得非常有意義!
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