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氢氧化钾活化煤质活性炭

时间:2020-10-22 16:18 作者:admin 关键字:
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        活性炭的活化是制作活性炭的重要步骤,活性炭的活化有多种方式,我们可以通过化学试剂氢氧化钾对活性炭进行活化。为了便于分析KOH对活性炭活化的影响,我们可以将不同碱炭比的碳化情况与原料煤进行对比,由图a可以看出,未加入KOH的原料煤,随着温度的的持续增加,煤的热分解在逐步进行,大致可以分为三个阶段:

1、干燥脱水阶段(温度小于200度),这时由于煤的蒸发,质量减少,TG曲线略微开始下降,由于TG曲线的下降,DTG曲线出现峰值的波动。

2、快速热解阶段(200-700度),此温度区间是煤热解的主要阶段,从图中可以看出煤的重量猛然下降,DTG曲线也出现了最大的一个峰值,这是因为,在这个阶段,原料煤的内部发生解聚反应,即原本有非共价键连接在一起的聚集体在高温下被断裂分离。

3、高温碳化阶段(大于700度),本阶段半焦变成焦炭,以缩聚反应为主,煤半焦中的C-H键和C-C键进一步断裂。


 


 
       首先我们将a图与b图对比,由TG/DTG曲线可知,碱炭比活化料的TG曲线呈阶梯状下降,出现多个比较明显的速率峰,说明氢氧化钾的加入对煤的热分解过程发生了有所影响。 bcd图为不同碱炭比的活化反应曲线,我们以不同的碳碱比为自变量,在相同的温度下,持续的增加温度,会看到不同碱炭比的活化反应曲线有着不同程度的波动,三张图的峰值的大小略微有所差异,这说明不同的氢氧化钾含量对活性碳的活性起的影响程度大小不同。

        我们简单从图 b来分析下五个峰值产生的原因,加入氢氧化钾后,在图b中,温度为290度左右的时候,原料煤的质量与图a相比,发生骤减,已经有了第一次的裂解峰值,而图a中温度升高到450度左右才有第一次峰值产生,这说明氢氧化钾的添加,加快了煤的热分解,第二个峰值是由于煤的表面官能团裂解,随着温度升到到350度以上,氢氧化钾已变为熔融态,与原料煤的接触面积越来越大,导致催化反应更激烈,氢氧化钾自身也产生了脱水反应,分解成了氧化钾和水蒸气,造成了第三个速率峰的出现,这时孔隙已初步形成。第四个速率峰出现时,是由于活性炭的微孔孔径在逐步扩大,已逐步形成中控和大孔。到第五个速率峰出现时,温度已经接近八百度,这时由于温度已经超过金属钾单质的沸点,气态的金属钾处于沸腾状态,随着气态产物被带出使气孔扭曲,并创造出新的孔隙。

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