碱活化多孔碳用于分离甲苯及活化/吸附机理

摘要：

采用生物质木质素磺酸钠(SLS)为碳源,先与硬模板NaCl混合预碳化,再加入活化剂NaOH在氮气保护下升温至850℃碳化,得到SLS基碱活化的多孔碳吸附剂(SPCN).将SPCN用于吸附液体石蜡中芳香烃甲苯,对比研究了不同活化剂加入量对SPCN结构、性质及吸附效果的影响.结果表明,SPCN表面具有丰富的官能团和发达的微/介孔结构,活化剂加入量对比表面积的影响为先增大后减小,碱/碳质量比为1:1时比表面积达到最大值(710.4 m2/g);吸附量与比表面积呈正相关,样品SPCN-1的最大吸附量为2875.17 mg/g,远高于商业吸附剂,经5次吸附-解吸循环后仍保持92.5％的吸附效率.探究了活化机理,NaOH、碳质和气体发生氧化还原反应释放气体留下孔隙,经充分酸洗、水洗后得到永久孔道.最后,结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和比表面积分析等结果证明了吸附机理主要是孔隙填充效应、范德华力、π-π相互作用及电子供/受体作用的共同作用.首次报道了SPCN应用的新方向并探究了活化与吸附机理,制备方法简易、经济,产品循环稳定性好、无污染,有望用于工业化生产.

关键词：多孔碳、液体石蜡、甲苯吸附、活化机理、吸附机理

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分类号：O647.3;O613.7(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：湖北省自然科学基金批准号:BZY16022

在线出版日期：2020-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：284-292