脱气预处理条件对木质活性炭比表面积和孔容积分析结果影响初探

作     者：马名哲 孙康 孙昊 张燕萍 林冠烽 魏安国 MA Mingzhe;SUN Kang;SUN Hao;ZHANG Yanping;LIN Guanfeng;WEI An'guo

作者机构：中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏省生物质能源与材料重点实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042 福建农林大学材料工程学院福建福州350003 福建芝星炭业有限公司福建南平353100 

出 版 物：《生物质化学工程》 (Biomass Chemical Engineering)

年 卷 期：2022年第56卷第5期

页      面：23-29页

学科分类：081702[工学-化学工艺] 082903[工学-林产化学加工工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0829[工学-林业工程] 

基　　金：中国林科院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资助(CAFYBB2018GD002-04) 

主　　题：活性炭 比表面积 孔容积 

摘      要：在测定木质活性炭比表面积和孔容积前,先对活性炭进行脱气预处理,研究预处理条件(脱气温度和脱气时间)对活性炭的比表面积和孔容积的影响,并将所测结果与仪器推荐条件下所测结果进行对比分析。研究结果表明:脱气温度和脱气时间对于物理法木质活性炭比表面积和孔容积分析结果影响较小,这是因为物理法活性炭制备温度高,官能团少,结构以微孔为主,吸附类型以物理吸附为主,吸脱附速度较快。物理法活性炭预处理条件以脱气温度150℃脱气3 h为宜,相较于ASAP 2460使用说明所推荐的350℃和24 h的预处理条件,明显缩短预处理时间,降低电耗,提高了检测效率。脱气温度和脱气时间对化学法木质活性炭比表面积和微孔分析结果影响较大,适宜的预处理条件为300℃脱附12 h。主要是因为磷酸法活性炭制备温度较低,杂原子较多,表面化学基团丰富,发生物理吸附的同时易发生化学吸附,需要较高的温度和较长的时间才能脱气完全,当脱气温度过高时,孔道内的吸附质发生炭化形成炭质微粒堵塞孔道,同时部分物理吸附在更高的活化能下转化为化学吸附,使分析结果有所下降。