氮氣保護下對活性炭在不同條件進行微波改性處理

時間：2013-10-12

作者：鞏義市億洋水處理材料有限公司

在高純氮氣的保護下對活性炭在不同條件進行微波改性處理

在高純氮氣的保護下對活性炭在4種不同功率和作用時間下進行了微波改性處理，利用ASAP2010氮氣吸附儀和X-射線分析儀測

定了活性炭經(jīng)微波處理后孔隙結(jié)構(gòu)和基本微晶的變化，通過對比分析探討了微波加熱對活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：微波處

理使活性炭比表面積變化不大，孔容稍有縮小，主要變化發(fā)生在中孔范圍，孔徑分布變化不大，只是向小孔方向發(fā)生稍微的移動，

活性炭基本微晶增大，石墨化程度提高?；钚蕴孔鳛橐环N吸附催化材料，已在化工、石的孔徑和吸附質(zhì)分子直徑的比值為1.7~3.0，

對需要重復再生的吸附劑這一比值為3~6或較高。為了適應各種功能的要求，活性炭需要有適當尺寸的大孔、中孔和微孔，孔隙調(diào)

整的目的是使活性炭的細孔與吸附分子尺寸相當，提高其對不同吸附質(zhì)的吸附能力?？紫墩{(diào)整的方法取決于活性炭的孔結(jié)構(gòu)，如孔

徑的大小、孔容的大小等，有的需要開孔，擴孔，有的則需要縮孔。開孔和擴孔常用的方法是控制活化程度，縮孔的方法直徑由

1.95nm降至1.93nm。比表面積基本不變，這是由于對比表面積的影響主要取決于微孔。從實驗中可以很清楚地看出：總孔容積減少

主要發(fā)生在2~10nm的孔直徑范圍內(nèi)，占總孔容積減少的60%左右，微孔容積減少只占總孔容積減少的20%左右。
　　微波對活性炭進行改性處理，表現(xiàn)為活性炭溫度急劇上升，這種高溫熱處理可以引起炭骨架的收縮，從而導致孔結(jié)構(gòu)的變化，

使其微孔及中孔的孔容有所降低，但由于熱處理產(chǎn)生的炭骨架的收縮對各個孔徑的微孔和中孔的影響是一致的，不同孔徑的孔都發(fā)

生收縮，從而使孔容下降，孔徑分布向小孔方向稍有移動。對于不同微波功率和處理時間來看，由于高溫處理對中孔和微孔的影響

是一致的，故主要是導致了它們的孔容和比表面積的不同差異，而各自的孔徑分布都變化不大，只是向小孔方向有稍微的移動。
　　微波處理對活性炭基本微晶的影響活性炭的微晶結(jié)構(gòu)尺寸d002和Lc的大小可以判斷炭的石墨化結(jié)構(gòu)的發(fā)育程度。根據(jù)實驗得到

的微波改性活性炭的X-射線圖譜可以看出，微波改性活性炭樣品與原晶發(fā)生不同程度的熱膨脹，造成孔隙塌陷，孔容積減少；石墨

基本微晶層與層之間的間距d002減小，La增大，微晶長度Lc增大，無序化程度減弱，有序化程度提高，這就意味著熱處理后活性炭

石墨化程度提高。結(jié)論微波處理使活性炭比表面積變化不大，孔容稍有縮小，主要變化發(fā)生在中孔范圍，孔徑分布變化不大，只是

向小孔方向發(fā)生稍微的移動，活性炭基本微晶增大，石墨化程度提高。
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