活性炭改性及其對含氫混合氣吸附性能的研究.pdf

1、隨著化石能源的日益枯竭，且化石能源在使用過程中引起的環(huán)境問題日漸嚴(yán)重，因此迫切需要尋找一種清潔的、可再生的能源。氫能由于原料來源廣、對環(huán)境無污染、能量密度高等優(yōu)點，受到人們廣泛關(guān)注。對于氫氣的儲存和運輸研究也越來越深入?；て髽I(yè)的含氫混合氣處理技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是對于某些特殊系統(tǒng)，需要保持系統(tǒng)的真空度，即要使產(chǎn)生的含氫混合氣“消失”在系統(tǒng)中。常用的方法有:真空罐吸收、引射系統(tǒng)和低溫吸附系統(tǒng)。本文是在低溫吸附系統(tǒng)下研究改性吸附劑的吸附性

2、能，提高其對含氫混合氣的吸附性能，以緩解系統(tǒng)壓力升高的趨勢。
　　本文是以植物類活性炭為吸附劑，采用四種改性方法改性活性炭，包括:表面氧化、負(fù)載金屬、二次活化及微波改性。通過Boehm滴定表征活性炭表面官能團(tuán)含量;用碘值表征其吸附小分子的能力。并用紅外定性表征活性炭表面官能團(tuán)的類型，用SEM和EDS表征活性炭表面的微觀結(jié)構(gòu)。
　　氧化改性得出:硝酸濃度是影響活性炭表面氧化改性的最主要因素，根據(jù)改性后活性炭表面官能團(tuán)和碘值確定

3、最佳的改性條件是:硝酸濃度為0.5 mol/L，回流溫度是323 K，回流時間是4h?；钚蕴勘砻婧豕倌軋F(tuán)總量為:0.3703 mmol/g，碘值為1327.6 mg/g，并測定進(jìn)氣流量是7.0 L/min時，改性后活性炭對含氫混合氣的吸附性能提高量是14.4％。并發(fā)現(xiàn)，進(jìn)氣流量越大，其對含氫混合氣的吸附性能提高越多。將活性炭負(fù)載Cu、Ag、 Co和Pd金屬改性，用SEM和EDS表征了活性炭的微觀結(jié)構(gòu)和負(fù)載金屬情況，并測定了碘值隨負(fù)載量

4、的變化情況。并測定了0.5％負(fù)載量的Ag和Pd活性炭的低溫吸附性能，吸附效果提高約3.4％。
　　探究了二次活化改性活性炭的實驗條件，得出:堿炭比為3∶1，活化溫度是1073 K，恒溫時間是60 min得到的活性炭碘值較高，并測定了此條件活化的活性炭的低溫動態(tài)吸附含氫混合氣的性能，實驗發(fā)現(xiàn)吸附效果基本沒有變化，說明一味提高比表面積并不適用于本系統(tǒng)。探究了微波改性活性炭的實驗條件，實驗發(fā)現(xiàn):微波的功率為450W，改性時間是90 s時