摘要
煤气化是煤炭高效清洁利用的关键技术,煤气化过程不可避免的产生固体废弃物气化细渣;目前,细渣处理方式以填埋为主且利用率极低,大量填埋即引起环境问题也造成资源浪费。细渣由多孔结构的残炭和矿物质组成,该特性决定细渣可用来制备多孔材料。本文将气化细渣中残炭通过泡沫浮选和酸洗法进行分离,分离的残炭经化学活化法定向调控分级孔结构,最佳活化条件为:活化温度为800 ℃,原料与活化剂配比为1:2,活化时间为90 min,制备的分级多孔炭RC2-800-90比表面积和孔体积最高,分别为1596 m2/g和1.297 cm3/g。分级多孔炭表现出优异的CO2吸附性能,其中RC2-800-90吸附性能最优,在0 ℃,25 ℃和50 ℃时CO2吸附量分别为4.9 mmol/g,2.75 mmol/g和0.86 mmol/g;它的吸附热为21.2 kJ/mol~28.7 kJ/mol,为典型的物理吸附过程。当吸附温度为25 ℃时,微孔及小于1.5 nm,1 nm,0.7 nm的孔体积和CO2吸附量的相关系数均大于0.8,该拟合系数均高于0和50 ℃下吸附量和孔结构参数的相关系数。其中小于1.5 nm的孔体积和CO2吸附量的相关系数最大,表明小于1.5 nm的孔对25 ℃下CO2吸附发挥主要作用。该多孔炭表现出了较快的吸附速率,在1.5 min内达到了吸附饱和状态,且经过10次循环吸附后,CO2的吸附量几乎没有明显下降,具有较好的循环稳定性。
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单位化学化工学院; 宁夏大学