Ca掺杂对煤基多孔炭的结构调控及甲苯吸附机制研究

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挥发性有机物(VOCs)对大气环境和人体健康具有严重的危害.多孔炭吸附法在VOCs处理技术中应用广泛,然而传统煤基多孔炭存在孔隙不够发达、传质过程受限等问题.本文围绕多孔炭制备过程的结构原位调控以及VOCs在孔道内的扩散/吸附机制开展了深入的研究.以褐煤为原料,通过酸洗和Ca(NO3)2浸渍预处理,在碱煤比2/1条件下制备多孔炭,并选择甲苯作为目标VOCs进行吸附研究.结果表明,Ca掺杂后碳芳香片层的堆叠高度(Lc)减小、层间距离(d002)增大,说明碳微晶的破坏程度加深,有利于孔隙的形成.PC-Ca0.2在甲苯分子直径1～3倍范围(0.57nm～1.71nm)具有最高的孔容积,同时也具有最高的甲苯吸附容量(746.2mg/g).采用Weber-Morris颗粒内扩散模型分析甲苯吸附的速率控制步骤,发现吸附过程由内扩散和外扩散共同控制,PC-Ca0.2具有最大的吸附速率常数和最小的扩散边界层常数.因此,当多孔炭在甲苯分子动力学直径1～3倍范围内具有较大的孔容积时,更有利于甲苯吸附过程的扩散传质.
作者：于馨凝 高翔 倪章松 李树民 张军 姜欣彤
作者单位：浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州310027;中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州310027中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000
母体文献：第二十四届大气污染防治技术研讨会论文集
会议名称：第二十四届大气污染防治技术研讨会  
会议时间：2020年8月27日
会议地点：广州
主办单位：中国环境科学学会
语种：chi
分类号：O64TQ0
关键词：挥发性有机物  多孔炭吸附法  煤基多孔炭  掺杂改性  结构调控  吸附性能
在线出版日期：2021年6月15日
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2024-12-1 05:48 上传 Ca掺杂对煤基多孔炭的结构调控及甲苯吸附机制研究.pdf

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