氯化锌二次活化普通椰壳活性炭制备高中孔活性炭*
微孔,1实验部分,2结果,3讨论
葛晓利,周 斌,钟永科(遵义医学院 药学院,贵州 遵义 563099)
活性炭具有发达的多级孔隙结构和较高的比表面而成为广泛应用的吸附材料,其吸附容量高低是它吸附能力的重要指标。根据IUPAC标准,活性炭主要成分分为微孔(r50 nm )三类。微孔活性炭主要是普通的工业活性炭,广泛应用于吸附分离、食品、医药、催化、电子、储能等领域[1];除具有微孔的吸附性质外,中孔活性炭的关键作用是对较大的化合物有较强吸附,因此在大分子废液处理、血液灌流等方面应用广泛;同时,中孔活性炭电容量比微孔活性炭显著提高,因此还用于超级电容器的电极材料。
目前,制备中孔活性炭的方法主要有混合聚合物炭化法、有机凝胶炭化法和铸型炭化法等[2],但存在制备工艺复杂、成本高等缺点而难于量产,其规模制备一直是研究热点[3]。近年来,由于原料易得、过程简便,以金属盐二次活化普通活性炭制备高中孔活性炭的方法,已引起研究人员的注意[4-6]。椰壳活性炭具有结构致密、灰分低、强度大、价廉易得等优点[7],因此在食品、医药、催化等领域应用广泛;同时,制备吸附性质提高,尤其是对中等尺寸物质吸附提高的中孔活性炭,是目前活性炭研究的重要内容[8]。以氯化锌为活化剂制备活性炭具有产率高、过渡孔发达、价廉易得的优点。本文报道以氯化锌二次活化市售普通椰壳活性炭,希望能制备出中孔体积和吸附容量均提高的活性炭。
1 实验部分
1.1 主要试剂 氯化锌及其余试剂均为分析纯;活性炭为承德冀北燕山活性炭有限公司生产的椰壳活性炭,80-100目。
1.2 二次活化活性炭的制备 将2.0 g活性炭与一定浓度的10 mL氯化锌溶液混合制得系列浸渍比(氯化锌/活性炭,质量比)的混合物,超声2.0 h,过滤后活性炭先转入瓷坩锅后再转入马弗炉中,升温至预定的温度活化2 h,冷却至室温后用100 mL盐酸溶液(0.1 mol/L)在搅拌下浸泡,最后用煮沸的去离子水洗至pH>6,120 ℃下烘干,密封保存备用。
1.3 样品的表征 采用北京精微高博有限公司的BK-122W型静态液氮吸附仪在77 K及相对压力为(P/P0)10-6~1的范围内进行N2吸附,以测定活性炭的比表面积和孔径分布;其中,活性炭微孔分析采用HK法进行计算,中孔分析选择活性炭的N2吸附数据采用BJH法进行计算;中孔体积由总孔体积减去微孔体积得到 ......
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