炭化/活化温度对碳酸钾活化玉米芯生物炭吸附苯的性能影响
黄钰坪
王登辉
西安交通大学 能源与动力工程学院,陕西 西安 710049
摘要：生物炭作为一种新兴的碳质吸附剂,具有良好的VOCs控制功能.以玉米芯为原料,制备了一系列生物炭(BCx)和碳酸钾活化生物炭(KBC-x y)(其中,x为炭化温度,y为活化温度)用于吸附苯.利用热重分析、氮气吸附-脱附、扫描电镜(SEM)以及元素分析(EA)等方法获得了生物炭(质)样品的热解特性、比表面积、孔容孔径、表面形态及原子占比等,通过吸附实验考察炭化温度/活化温度对生物炭吸附苯的影响.结果表明:碳酸钾活化后的生物炭比表面积最高可达576.76 m2/g,孔容积为0.325 m3/g,对苯的最大吸附量达到82.51 mg/g(较未活化生物炭提升2.9倍);炭化温度与吸附能力呈现正态分布的趋势,吸附能力随着炭化温度的升高而增强,但过高的炭化温度(>800℃)会导致气孔堵塞、数量减少,比表面积降低,吸附能力下降;低温/高温炭化下,生物炭吸附能力随活化温度变化呈现出相同趋势;高温炭化后(800℃),最佳活化温度为 400℃(KBC-800-400),活化温度太高会导致微孔孔壁破碎以及挥发物的烧结效应,从而降低吸附能力,较低的活化温度未能使K2CO3 在炭表面充分反应;低温炭化后(400℃),最佳活化温度为(800℃),低温炭化高温活化生物炭(KBC-400-800)吸附性能优于高温炭化低温活化生物炭(KBC-800-400),可能是因为在低温炭化情况下,较高的活化温度有利于碳酸钾参与活化过程反应.
关键词：生物质活化生物炭炭化温度活化温度吸附性能
分类号：TK114(热能、热力工程)
资助基金：国家自然科学基金(51906193)
论文发表日期：2023-06-28
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：9( 2388-2396 )
英文信息