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有机成型助剂对煤质蜂窝活性炭性能的影响

来源:www.pxl8create.com    时间:2018-09-10 10:11    作者:金牟山小编

我公司以大同煤为主要原料,豆油、水溶性粘合剂和焦煤油为有机成型助剂,在相同炭化和活化条件下,制备了三种煤质蜂窝活性炭。通过工业分析、元素分析、SEM和N2吸附等测试手段,对比分析了有机成型助剂对煤质蜂窝活性炭组成、产率、孔隙结构等性能的影响。

有机成型助剂对煤质蜂窝活性炭性能的影响

实验结果表明:

1、采用羧甲基纤维素和聚乙烯醇作为粘合剂制备的煤质蜂窝活性炭在干燥过程容易发生开裂,而甲基纤维素作为粘合剂制备的煤质蜂窝活性炭在干燥过程不会开裂。

其原因可能是由于羧甲基纤维素和聚乙烯醇的分子结构单元中含有较多的羟基(-OH)极性基团,与煤粉颗粒表面的极性官能团通过氢键作用结合,随着水分蒸发,这些结合力被破坏,煤粉网状骨架的强度和弹性减小,从而造成开裂和变形;而甲基纤维素结构单元中出了含有羟基(-OH)极性基团外,部分氢原子被甲基取代形成极性低的甲氧基(-OCH3),其施加于煤粉颗粒的结合力除了氢键外,还有与煤粉颗粒表面非极性官能团的作用力。在干燥过程中水分的蒸发只减小了部分氢键作用力,而甲氧基(-OCH3)与煤粉颗粒表面非极性官能团的作用力仍然保留,因此煤质蜂窝活性炭在干燥过程中不会开裂。

2、有机成型助剂不显著影响煤质蜂窝活性炭的成分,其化学成分主要是原煤成分决定的。添加不同配比煤焦油所得煤质蜂窝活性炭对比结果:随着煤焦油添加量的增加,煤质蜂窝炭产率成比例下降。而在相同炭化条件下(700℃保温1h),单独炭化豆油、甲基纤维素和煤焦油的结焦率分别为0、0和25%(质量分数)。采用统计分析发现,煤质蜂窝炭产率近视等于各组分单独结焦率和原料组成质量百分比乘积的加和。

3、在煤粉中加入煤焦油可以提高煤质蜂窝活性炭的机械强度,但加入过量的煤焦油容易造成煤质蜂窝炭变形,因此,控制煤焦油在原料中的比例,是制备高机械强度且外观完整蜂窝活性炭的关键。

4、添加的有机成型助剂不显著影响煤质蜂窝活性炭的孔隙结构,其孔隙结构主要是由煤的特性决定的。

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