文档介绍：钾盐助剂对活性炭甲烷吸附性能及孔结构的影响
刘杰,徐卡秋*,罗仕忠,李通
(四川大学化学工程学院,四川成都 610065)
摘要:以石油焦为原料、KOH为主活化剂,在低碱碳比(m(KOH):m(C)=2:1)的条件下制备吸附剂,通过加入助活化剂
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KCl,K2CO3,CH3COOK,达到引入K ,K2O与基团-O K ,-CO2K 的目的,考察助活化剂对活性炭吸附甲烷能力
的影响,并对样品的孔结构进行分析,讨论了钾盐助剂影响活性炭对甲烷吸附性能的机理。结果表明:加入KCl能够
扩张孔径,增加微孔与介孔的体积,对活性炭吸附甲烷有较好的促进作用;加入K2CO3减少孔的生成,不利于活性
炭对甲烷的吸附;CH3COOK的加入,对活性炭甲烷吸能力附影响不明显,但能明显增加微孔孔容,提高微孔率。
关键词:甲烷吸附储存;活性炭吸附剂;制备;助剂;孔结构
中图分类号:O 647 文献标识码:A 文章编号:1001-9219(2012)01-

随着天然气的广泛应用,天然气吸附储存技术(ANG)受到越来越多的关注[1-5]。研究认为[5-7],
以石油焦为原料,用KOH活化可以制备出对甲烷具有较高吸附性能的超级活性炭。该方法要获得大
比表面和孔隙发达的超级活性炭必须使用大量的KOH(m(KOH):m(C)=4:15:1)才能实现,这不仅
增加了超级活性炭的生产成本,还造成严重的环境污染和设备腐蚀[5-11]。因此,降低活化时碱的用量
成为亟待解决的问题。
添加活化助剂是一种降低碱量的有效方法,但研究发现[11,12],其他金属盐的加入主要是对活性
炭表面性能和活性炭的结构进行改性,从而提高活性炭对甲烷的吸附能力,但甲烷的吸附主要是依
靠发达的微孔结构,因而这种表面改性的方法具有局限性。
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邢伟等人通过研究认为,基团K2O,-O K 与-CO2K 是以径向活化为主的中温活化段的活
化剂活性组分,而处于熔融状态的K+则是横向活化为主的高温活化段的催化活性组分。本文通过分
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别加入KCl,K2CO3和CH3COOK以达到引入K ,K2O,-O K 与-CO2K 的目的,通过改变预活化
段与活化段的作用机制从而改变活性炭的孔结构,提高活性炭对甲烷吸附量;同时考察了钾盐助剂
对活性炭孔结构的影响,探讨了不同的钾盐助剂对活性炭辅助作用的机理和活性炭活化过程的机理。
1 实验部分
                                                             
收稿日期:2011-11-12;基金项目:国家“八六三”计划重点项目(批准号:2008AA062402-1);作者简介:刘杰(1987-),男,硕士,电话
**********,电邮 ******@l ;*联系人:徐卡秋,电话 **********,电邮 ******@scu.。
实验原料
石油焦:金陵石化厂生产,以 JL 表示,其元素分析见表 1。
表 1 石油焦元素分析
元素 C H N O S
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吸附剂的制备
吸附剂制备工艺流程如图