【doc】KOH活化法制备分子筛炭织物的前驱体

【doc】KOH活化法制备分子筛炭织物的前驱体 KOH活化法制备分子筛炭织物的前驱体 炭素?23? KOH活化法制备分子 筛炭织物的前驱体' 一70)}b 郑经堂王茂章 (中国科学院山西煤炭化学研究所) 樊彦贞 (中国科学院煤转化国家重点实验室) 桃善亳,鼋\,关键词茎兰性炭毡?}译,获,构,圣誊c一'1 1前言 炭分子筛(CMS)怍为一种新型吸附 剂,自六十年代末实现工业化以来,得到迅 速发展.CMs是仅含纳米以下傲孔的特殊 活性炭,主要应用于气体分离.而一般的吸 附剂除微孔外,还有大量的中孔和大孔[. 由于要分离的分子尺寸很接近(如N,o 的动力学直径分为3.64A,3.46A口], CH一,CO的动力学直径分为3.8A,3.3 ^,,这就需要CMs的孔径分布相当均 匀.影响CMs孔径分布的困素很多,其中 CMs前驱体活性炭的性能对cMs孔分布 有直接的影响.困此,如何制备高比 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面 积,大孔容,孔分布相对均匀的活性炭十分 重要. CMS多是由椰子壳,果核,植物,各种 煤口],石油沥青等为原料制得的粉状或 粒状制品,由于纤维状的多孔炭 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 具有 微孔分布均匀,吸脱附速度快,制品形态可 调节等优点,因此开发织物状CMs具有 -国采自拣科学基金(H.59672025)赞助项目. 现实意义.车文是以聚丙烯腈(PAN)系预 氧毡为原料制备制CMs用的活性炭毡前 驱体.活化过程中括化剂有很多种,如水蒸 气,CO2,空气,KOH,NaOH等].车文 用KOH活化法考查了KOH浸渍量对活 性炭毡性能的影响,并对活性炭毡的孔结 构进行了表征和分析. 2实验部分 2.1原料 以吉林炭素厂提供的PAN系预氧毡 为原料. 2炭毡的制备 将PAN系预氧毡放人烘箱内于 150?下烘干四小时,然后称重.称重后将 其置于炭化炉中,在N保护下以lO?/ min升至850?,炭化75min.反应完成后, 在N保护下将其降至室温,取出并称重 炭化收率为60. 炭素 2.3活性炭毡的制备 分别以定浓度的KOH溶液浸渍预 氧毡,炭毡.然后故人烘箱于150?烘干并 称重.将浸渍KOH并被烘干的预氧毡(或 炭毡)置于活化炉中在N保护下进行活 化升温速度为】0?/min,活化温度为 800?.活化时间为20min.反应结束后.在 N:保护下降至室温取出后,将其置于一 定浓度的盐酸中,中和多余的KOH.再用 蒸馏水充分洗涤直到用AgNOs溶液检测 不出cj一的存在为止 24苯静态吸附 保干器法测量产品的静态饱和吸苯 量. 2.5孔结构的表征 用美国麦克公司产ASAP2000型自 动吸附仪.以N为吸附质,采用容量法, 在77K时进行吸附.由测得的吸附等温线 采用BET法计算总比表面积咖,由t法计 算微孔的比表面积及微孔体积],由DFT (密度函数理论)法表征孔径分布._】1]. 3结果与讨论 3.1KOH浸渍量的影响 3l1程溃预氧毡时.KOH程渍量的彭 响 实验是在较缓和的条件下进行的:活 化温度为800?.活化时间为20min,A,B, C三样品对应的KOH浸渍量(KOH/预氧 毡)分别约为2O,40,7O,所得活性 炭毡的S日ET分别为664.6,1295.3,28283 m/g.图1为KOH浸溃量与苯吸附百分 量,S.关系图. 从图l中可以看出,随KOH浸渍量 增大,苯吸附量及s增大.当KOH浸渍 量在70时便可制得BET比表面积高达 28283m/g的活性炭毡.图2为DFT(密 度函数理论)处理的A,B,C三样品全孔结 构图.从图2中可以得出,随KOH/预氧毡 的增大,孔分布逐渐变宽.A的孔全部集 中在10^以下,分布很窄;B的孔集中于 20^下,也全部在微孔范围内;C由镟 孔,中孔,大孔三部分组成.孔分布较宽,究 其原因可能是由于浸渍量愈大.活化反应 愈剧烈.生成的部分擞孔被刻蚀.形成了中 孔甚至大孔.从其微孔体积也可看出,A 的镟孔体积为02977ee/g,B的敛孔体积 为05480cc/g,C的傲孔体积为0.5257cc/ g.随KOH浸渍量增大,傲孔体积在达到 一 极大值后又开始逐渐减小.馓孔的比表 面积也有此现象,这也说明随浸渍量增大, 一 部分擞孔被刻蚀. 蓝 群 * 图1KOH/oF及其苯吸附百分比以及 比表面积关系图 器 忡O. 垂 0l【. 因2(KOH法)(A)DFT图 图3为A,B,C三样品的吸附等温线. 从图3中可以看出,A,B属典型的I型 (按Iu—PAC分类),由微孔组成;C为不 l997.?4炭素?2j? 规则I型,有明显的拖尾现象.其原因可能 是因为C中含有部分中孔及大孔,在相对 压P/P.接近于l时,发生毛细凝聚}l起拖 尾.A,B,C三样品的苯吸附量DFT图和 吸附等温线具有一致性. 仲 捶 —— 一/ . L—2DD04m6G.5】u 图3(ABC)吸附等温线 31.2浸溃炭毡时,KOH浸渍量的影响 表l为KOH浸渍量对活性炭毡性能 的影响.KOH浸渍量在一定范围内,随浸 渍量的增大,活性炭毡的BET比表面积, 微孔比表面积及馓孔的体积都增太,但孔 分布逐渐变宽,规律基本与浸渍预氧毡时 的相似. 实验中发现了两个问题:,是用KoH 浸渍预氧毡制备活性炭毡时,所得活性炭 毡在脱附苯时有滞后现象,如表2所示,这 可能与活性炭毡中含有与苯分子尺寸相近 的微孔有羌.在脱附苯时,嫩孔发生变形, 引起滞后.而用水蒸汽,CO.活化制得的活 性炭毡在150?脱附5rain.苯就会脱除干 净.二是用KOH浸渍预氧毡时,活性炭毡 的强度下降明显.特别是浸渍量较大时.试 样几乎无法保持原毡的形态.若把预氧毡 先炭化,再用KOH浸渍并进行活化,则可 避免活性炭毡强度的急剧下降. 3-2浸渍预氧毡与浸渍炭毡的比较 浸渍预氧毡及炭毡时.在KOH浸渍 比相同的情况下,由炭毡活化制得的活性 炭毡的BET比表面积要小于由预氧毡活 化制得的活性炭毡的BET比表面积,这可 能与炭化过程密切相关.炭化时,预氧毡的 梯形结构逐渐变为_乱层石墨结构,结构逐 渐有序.故在相同条件下,炭毡的活化反应 要比预氧毡的活化反应温和,孔分布相对 来讲更加集中.从下面两个样品便可以观 察到这点.浸渍炭毡时,所得样品的BET 比表面积为2283.0m/g,微孔窖积为0. 6344cc/层,微孔的比表面积为1460m; 浸渍预氧毡时,得到一样品的BET比表面 积为2828.3m/g,但其擞孔容积为0. 5257ec/g.嫩孔比表面积为?30m.从 这两组数据可以看出浸渍炭毡时孔分布更 加集中.另外,浸渍炭毡时强度下降明显低 于浸渍预氧毡时的情况.前者浸渍量达 200时.活性炭毡的强度仍很好,而后者 浸渍量达l30%时,已变成粉末显然,从 制取CMS毡的前驱体来说用KOH浸渍 炭毡再活化更为台理 一'?u体耪 ? 26-搅素1997.N9 表J423K时KOH活化预氧毡制备的活性炭毡脱附苯 附:】,2,3号为浸渍相氧毡;4,5,6为浸渍麦毡 4结论 (】)KOH浸渍预氧毡时,随浸渍量的 增大,产品的BET比表面积增大,而其微 孔的BET比表面积,微孔容积在达一极大 值后逐渐减小,孔分布逐渐变宽. (2)KOH溶液浸渍预氧毡时.生成的 活性炭毡在脱附苯时有滞后现象.这可能 与有苯势子尺寸相近的微孔有关 (3)KOH溶液浸渍炭毡时,KOH浸渍 量在一定范围内,产品的S…s一.,V,. 随浸溃量的增大而增大. ()KOH提渍炭毡后再活化,其制品 的强度下降明显低于浸溃预氧毡时的情 况.其孔分布也更加均匀集中.作为制造 CMS毡的前驱体,选用炭毡作原料浸渍 KOH更为台理. 参考文献 】徐绍平,郭树才,煤炭转化,1995,18 (3):43 2S,Sircar.T.C,ColdenandM,B,Rao, Carbon,1996,34(1);5 3KouichIMJura,JunichiHayashj.Car— bOn,199l,29(5);659 4A.L.CnbreraE.Zehnereta1.Car— bon,1993,31(6):968 5PhilipL.Walker,Jr-Chemistry& PhysicsofCarbon,VOl2:256~353 6dorgeLaine.Carbon,l992,30(4):60l , 604 7MMolina—Sabio,M.T.Gonzalezel alCarbon,1996,34(4):505,509 8P.L.Walker.Jr.Carbon,1996,3{ (10):1297 9J.W.Patrick,PorosityinCarbon, HalstedPi'ess-3l l0Oliver.J.P.JournalOfPoroilsMater, l995,(2):217 llKruk,M.Jaroniec.M.,andBoreznit— ski.JournalofColloidInterface‰ Sci,】996,】82:232,238 (下转第36页) 炭寨1997N4 示波管萤光屏上的时基线讯号(波形变化) 来判断材料内部有无缺昭,缺陷位置,缺陷 性质及制品内部象密程度等,但不易作定 量分析. (3)本研究仅依试验性质为主,由于石墨 制品生产工艺复杂.随着工序 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 的不同 内部结构变化也很大,不同批敬的制品对 超声波无损检测要求和使用的技术参数也 有较大变化.故对大批量石墨制品进行超 声波无损检测,还要针对具体制品选用合 适耦合剂.制定评级 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,仪器常用参数等 技术条件. SUPERSONICNONDESTRUCTIVEEXAMINATION TECHNIQUEFORGRAPHITEPRODUCTS LlPing fflarbinElectricalCarbonInstitute) Chen^?iL,iWanqt.'a (HarbinElectricalCarbonPiano ThetestinBmethodsoftheinternaldefaultofthegraphiteprodnswerer.lat.dby 【hesuDersonIcnondestructexaminationtechnique,thusaneffcctivewayO"c0nt.l theinternalqualitiesofgraphiteproductswasfound.d_ (上接第26页) PREPARATIONOFPRECURSORYOF MOLECULARSIEVECARBONFABRIC WITHKOHACTIVATED W?MingboZhen#din~tan9Wan9Mao^." (1nstnuteofCoalChemistry.ChineseAcademyofSciences) dYazhe (stateKeyLaboratoryofCoalConversionInstituteofCaolChemistry ChineseAcademyofSciences) ln.rdert.pr.ducetoolecularsicvecarbonfabric—basedonPANPr..x|datiOnfelt, carbonfeltimpregnatedwithKOHsolution.heatingtreatmentaft.r?theprecurso ., ac— tivecarbOnfeltofthemolecularsievecarbonfabricwasproduced?ltwascheckedthat theeffectofKOHimpregnantquantityonthepropertiesofactivecarb..andthe Dorositystructureofactivecarbonfeltwasanalyz.d_