葡萄树基活性炭的制备及其CO2吸附特性

摘要

为探讨葡萄树基活性炭在碳捕集与封存领域中的潜力,分别以葡萄树枝和树皮为原料采用CO2 活化法在800°C下制备了葡萄树枝基活性炭和葡萄树皮基活性炭,根据N2 物理吸附法计算了比表面积,用二维非定域密度函数理论(2D-NLDFT)分析了孔径分布特性,并使用热重分析法表征了两种活性炭的热解特性以及30 °C的CO2 吸附特性. 结果表明:①葡萄树枝基活性炭具有微孔结构,微孔孔径在0. 36～1. 6 nm之间,孔径为0. 66 nm的微孔最多;葡萄树皮基活性炭具有大量微孔和少量中孔,孔径主要集中在0. 36～1. 9 nm之间. ②葡萄树枝基和葡萄树皮基活性炭的CO2 吸附容量分别为1. 096和0. 247 mmol/g. ③两种活性炭的CO2 吸附以物理吸附为主,其CO2 饱和产物在45°C前释放全部CO2,葡萄树枝基活性炭的CO2 饱和产物较葡萄树皮基活性炭的CO2 饱和产物难于释放CO2. ④两种活性炭吸附CO2 后,在热重特性上出现的微量变化表明活性炭物质结构上的变化. 研究显示,葡萄树枝基活性炭是一种良好的CO2 捕集材料,但其CO2 吸附容量比其他同类活性炭低,CO2 吸附量较高的葡萄树基活性炭的制备条件和改性方法需要进一步研究.