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用于捕獲二氧化碳的 新型低成本活性炭的開發(fā)

閱讀:2436      發(fā)布時間:2017-2-7
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二氧化碳(CO 2)排放到大氣中已經(jīng)成為溫度上升的關鍵因素,zui終導致變暖和氣候變化。因此,本文于研究低成本椰殼活性炭的合成,并測試其在25℃,1Pa下捕獲CO 2的能力。利用椰子殼作為活性炭生產(chǎn)的前體在經(jīng)濟層面具有很高的可行性。通過氮物理吸附評估合成的和商業(yè)活性炭的孔結構。

此外,通過比較CO2吸附容量,證實可以通過單一活化過程產(chǎn)生更高質(zhì)量的吸附劑。合成和商業(yè)活性炭的zui大吸附容量分別為49.7570.42cm 3 / g。這種無化學過程促進了更小污染的處理途徑。

 

由于固體吸附方法所需能量很低,低原料成本和操作成本,以及有限的二次廢物產(chǎn)生,是固體吸附處理二氧化碳的*優(yōu)勢。物理或熱活化的常規(guī)方法包括兩個步驟,即碳化(溫度范圍為(400-850℃)和活化(溫度范圍為600-900℃)),然而,該方法的較長時間和高能耗大大降低了此法的適用性。因此,在研究中提出了一步激活過程。驗證了這種方法是zui簡單,*的獲得碳材料的技術,本工作的總體目標是研究在環(huán)境溫度和壓力下CO2捕獲中活化制造活性炭的效率及其物理化學性質(zhì)。

將生物質(zhì)原料清潔并在110℃下烘干zui少12小時以除去過量的水分。 將干燥的原料粉碎,使用Fritsch Pulverisette 25/19切粒機研磨成細顆粒,并篩分至250μm的粒度。將生物質(zhì)材料儲存在干燥器中直到進一步使用。 原料的化學組成如表I所示。參考表I,在活性炭生產(chǎn)中需要含有高含量固定碳和低灰分含量的原料。 此外,高揮發(fā)性的原料有效的增大活性炭的孔徑體積。

在本研究中,將木質(zhì)纖維素農(nóng)業(yè)殘余物或副產(chǎn)物開發(fā)為低成本吸附劑是很有意義的,因為其原料豐度,環(huán)保性質(zhì),可再生性和經(jīng)濟可行性都提供了極大的商業(yè)價值。此外,由于克服了胺洗滌過程所引起的問題,固體吸附劑在酸性氣體捕獲中的適用性是顯著的,是目前工業(yè)領域中可接受度zui高,zui適用的技術。研究結果證明,從CO2激活過程產(chǎn)生的活性炭具有良好的微孔結構的并能夠捕獲CO2氣體; zui大吸附容量為重量的8%。 此外,實驗數(shù)據(jù)良好擬合Langmuir等溫線,更好的驗證了實驗的回歸值統(tǒng)一性。

商業(yè)AC

 

二氧化碳(CO 2)排放到大氣中已經(jīng)成為溫度上升的關鍵因素,zui終導致變暖和氣候變化。因此,本文于研究低成本椰殼活性炭的合成,并測試其在25℃,1Pa下捕獲CO 2的能力。利用椰子殼作為活性炭生產(chǎn)的前體在經(jīng)濟層面具有很高的可行性。通過氮物理吸附評估合成的和商業(yè)活性炭的孔結構。

此外,通過比較CO2吸附容量,證實可以通過單一活化過程產(chǎn)生更高質(zhì)量的吸附劑。合成和商業(yè)活性炭的zui大吸附容量分別為49.7570.42cm 3 / g。這種無化學過程促進了更小污染的處理途徑。

 

由于固體吸附方法所需能量很低,低原料成本和操作成本,以及有限的二次廢物產(chǎn)生,是固體吸附處理二氧化碳的*優(yōu)勢。物理或熱活化的常規(guī)方法包括兩個步驟,即碳化(溫度范圍為(400-850℃)和活化(溫度范圍為600-900℃)),然而,該方法的較長時間和高能耗大大降低了此法的適用性。因此,在研究中提出了一步激活過程。驗證了這種方法是zui簡單,*的獲得碳材料的技術,本工作的總體目標是研究在環(huán)境溫度和壓力下CO2捕獲中活化制造活性炭的效率及其物理化學性質(zhì)。

將生物質(zhì)原料清潔并在110℃下烘干zui少12小時以除去過量的水分。 將干燥的原料粉碎,使用Fritsch Pulverisette 25/19切粒機研磨成細顆粒,并篩分至250μm的粒度。將生物質(zhì)材料儲存在干燥器中直到進一步使用。 原料的化學組成如表I所示。參考表I,在活性炭生產(chǎn)中需要含有高含量固定碳和低灰分含量的原料。 此外,高揮發(fā)性的原料有效的增大活性炭的孔徑體積。

 

在本研究中,將木質(zhì)纖維素農(nóng)業(yè)殘余物或副產(chǎn)物開發(fā)為低成本吸附劑是很有意義的,因為其原料豐度,環(huán)保性質(zhì),可再生性和經(jīng)濟可行性都提供了極大的商業(yè)價值。此外,由于克服了胺洗滌過程所引起的問題,固體吸附劑在酸性氣體捕獲中的適用性是顯著的,是目前工業(yè)領域中可接受度zui高,zui適用的技術。研究結果證明,從CO2激活過程產(chǎn)生的活性炭具有良好的微孔結構的并能夠捕獲CO2氣體; zui大吸附容量為重量的8%。 此外,實驗數(shù)據(jù)良好擬合Langmuir等溫線,更好的驗證了實驗的回歸值統(tǒng)一性。

 

 



 

 

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