基于K循环的KOH活化石油焦制高比表面积活性炭联产氢气
摘要：
KOH活化法制备高比表面积活性炭通常需要消耗大量KOH.为提高KOH利用效率,开发了一种基于K插层-脱插循环(以下简称"K循环")的KOH活化石油焦制备高比表面积活性炭并联产H2的方法:在升温活化过程,KOH与碳质原料反应转化为单质K、K2O和K2CO3并析出H2,而K2CO3可继续反应生成单质K和K2O;在降温脱插过程,脱插试剂水蒸气与插层K、游离单质K和K2O反应生成KOH和H2;生成的KOH在二次升温活化时再次与碳质原料反应,如此构成K循环.在水平舟式反应器中考察了碳质原料种类(石油焦和石墨)、活化剂KOH和其活化中间产物K2CO3对活化过程气体产物析出规律和产品活性炭孔隙结构性质的影响,并在此基础上分析了K循环机理.结果表明,K循环效率和H2产量因所用碳质原料与活化剂不同而不同:石油焦的反应活性远高于石墨,KOH活化性能优于K2CO3.在KOH活化石油焦的K循环过程中,KOH转化率达80％,而K2CO3转化率为18.5％,经由K2CO3的转化环节决定了K循环效率.以石油焦为碳质原料、KOH为活化剂,在活化温度为800 ℃及脱插温度为250 ℃的条件下,4.5 g干燥后的石油焦与13.5 gKOH经二次活化-脱插,所得活性炭比表面积达2808 m2/g,并联产1403 mL/g H2(1 g石油焦产生1403 mL H2).
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作者：
王克超,徐绍平,王雯雯,杜利军
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刊名：
低碳化学与化工
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年期：
2024.11
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