K2CO3活化低阶煤和污泥共水热炭制备多孔炭及其对CO2和SO2吸附性能
宋瑞珍1
陈云霄1
杨晓阳1
王嘉伟1
王宝凤1
赵瑞东2
1.山西大学 资源与环境工程研究所,山西 太原 030006;CO2减排与资源化利用教育部工程研究中心,山西 太原 0300062.中国科学院青岛生物能源与过程研究所 中国科学院生物燃料重点实验室,山东 青岛 266101
摘要：我国低阶煤储量大,低阶煤材料化利用是当前国家重大需求.另外,我国城市污泥排放量逐年增加,高含水率污泥资源化利用至关重要.低阶煤和污泥水热碳化可有效资源化利用原料内的硫氮元素,制备硫氮掺杂水热炭.水热炭孔隙较不丰富,对其进行活化造孔可丰富其孔隙结构,制备得到硫氮掺杂多孔炭.选用较为温和K2CO3作为活化剂,探究K2CO3活化不同次烟煤与污泥水热炭制备多孔炭材料的性质,并研究多孔炭对CO2 和SO2 的吸附性能.结果表明,次烟煤和污泥水热炭经K2CO3活化改性后,硫氮元素含量相较于原来的水热炭均有所减少,多孔炭的比表面积由原水热炭的23.92 m2/g增至 331.77 m2/g,孔体积由原水热炭的 0.07 cm3/g增至 0.23 cm3/g.制备的多孔炭对CO2和SO2具有一定的吸附效果,次烟煤与污泥质量比为 7∶3,水热碳化温度为 160℃时,经 700℃K2CO3活化所制备的多孔炭在25℃下,对CO2吸附量为 1.56 mmol/g;次烟煤与污泥质量比为 1∶1,水热碳化温度为160℃时,所制备的水热炭经活化后,其在吸附温度为 120℃时,对SO2的吸附量为52.2 mg/g,且随着水热碳化温度升高,其吸附量有所下降,共水热炭相比于单一水热炭对CO2和SO2的吸附性能更好.研究结果可为低阶煤和污泥清洁高效利用和低成本CO2、SO2吸附剂开发提供理论依据.
关键词：低阶煤污泥水热碳化水热炭改性吸附性能
分类号：X705(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(22178204)山西省区域合作资助项目(202104041101029)襄垣县固废综合利用科技攻关资助项目(2023-2)
论文发表日期：2024-07-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 47-59 )
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