活性炭由已石墨化的微晶炭和未石墨化的非晶质炭相互连接构筑成发达的多级孔隙结构和表面化学结构(表面官能团),被广泛应用十吸附分离、食品、医药、催化、电子、储能等几乎所有国民经济领域。随着科学技术的进一步发展,现代科学、工业、工程技术更需要孔径分布集中有序的炭材料,为此,实施准确调控活性炭多孔结构技术已成为活性炭制备技术的核心。开展活性炭孔径分布定向调控、应用及机理研究,不仅有助于活性炭制造理论体系的丰富和完善,而且有助于进一步拓展活性炭的专业应用途径。
本文利用椰子壳的炭化产物(椰壳炭化料)为原料,以KOH为活化剂,通过调控活化剂与椰壳炭化料的混合比、活化温度及活化时间等因素,以较低的KOH浸渍比制备出比表面积巨大(3326 m2/g,孔径分布窄(孔径集中于1.5-2.5nm),吸附性能非常高(碘吸附值2779mg/g,业甲基蓝吸附值570mg/g)的微孔型活性炭。研究表明,区别于鲜椰果壳原料,采用已除去大部分有机质的椰壳炭化料为起始原料,因其具有炭含量高、结构更稳定、细胞腔之间已初步形成孔道等特点,KOH药剂容易充分浸入,故以较少的药剂用量,创新干法混合和二阶段活化工艺,制备出微孔发达的超大比表面积活性炭。该产品在天然气储存和超级电容器电极材料领域有广阔的应用前景。
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