磷酸活化褐煤制备活性炭的研究

• 作 者: 方智利
• 发表日期: 2002年期
• 关键词: 褐煤 磷酸 硫酸 活性炭

磷酸活化褐煤制备活性炭是一项经济、污染小的生产工艺，本文较详细地研究了以磷酸为活化剂的化学法制备活性炭的过程，初步对磷酸活化褐煤反应的动力学进行了探讨，并确定了最佳工艺条件。 本文通过大量参考文献的综述分析，确定了以磷酸为活化剂，硫酸为添加剂，褐煤为原料的制备活性炭生产工艺路线。通过正交实验方法研究出了磷酸浓度、添加剂加入量、炭活化温度、炭活化时间等到因素对制备出的活性炭的碘吸附值和产率的影响关系。在这四因素中，磷酸浓度和添加剂加入量对于产品的碘吸附值为主要的影响因素，而炭活化温度和炭活化时间对于产品的产率为主要因素。在褐煤用量为10g，一定浓度磷酸作活化剂，添加剂用量为0．6g，活化温度为400℃、活化时间为1小时的条件下，考察两种不同的浸渍方法对于产品的碘吸附值的影响，确立在该条件下的较适宜的浸渍方法。在单因素实验中，考察了活化剂浓度、添加剂用量、炭活化温度、炭活化时间对于反应的影响，确定了最佳工艺条件为：磷酸浓度为60％，添加剂用量为0.9g／10g（褐煤），炭活化温度为430℃，炭活化时间为30分钟左右。实验得到，在活化剂浓度为60％、添加剂用量为0.9g／10g（褐煤）、炭活化温度430℃、炭活化时间为30min条件下，制备出的活性炭的碘吸附值达到805.65mg／g，产品产率达到43.5％左右。 本文通过实验结果分析，在磷酸为活化剂、硫酸为添加剂时，褐煤炭活化反应速率在400～700℃温度范围内，对烧失率B为一级反应。在400～700℃温度范围内反应活化能为46.96kJ／mol，指前因子A₀为6.101×10³。并对磷酸活化褐煤制备活性炭的机理进行了初步的探讨。