http://www.gydfjs.com 煤質(zhì)活性炭有效吸附孔的測算 煤質(zhì)活性炭應(yīng)用研究越來越受重視（1）。煤質(zhì)活性炭作為氣相和液相吸附分離領(lǐng)域的傳統(tǒng)吸附劑已應(yīng)用了許多年。但關(guān)于它對特定吸附質(zhì)的有效孔問題，雖經(jīng)多年爭論，目前仍無統(tǒng)一認(rèn)識。
有效吸附孔概念的提出，是基于如下的理論認(rèn)識：在吸附分離技術(shù)實(shí)際應(yīng)用時，煤質(zhì)活性炭對特定吸附質(zhì)的富集實(shí)際處于動態(tài)過程中，孔寬度小于吸附質(zhì)臨界分子直徑的那部分孔隙是無效孔，過寬的孔隙實(shí)際上只起到擴(kuò)散通道的作用。只有孔寬度≥吸附質(zhì)臨界分子直徑，≤特定尺寸的某一范圍的孔隙才能吸持吸附質(zhì)，是該吸附質(zhì)的有效吸附孔。動態(tài)吸附平衡量表征了有效吸附孔的孔容積。
我們在煤質(zhì)活性炭變壓吸附分離苯的工藝研究中，發(fā)現(xiàn)靜態(tài)吸附法得到的孔分布結(jié)果可以與某些常規(guī)檢測數(shù)據(jù)很好地關(guān)聯(lián)，從而得到煤質(zhì)活性炭對某些特定吸附質(zhì)有效吸附孔的孔徑分布范圍，似可用以指導(dǎo)煤質(zhì)活性炭的應(yīng)用http://www.gydfjs.com 研究，尤其是用于特種煤質(zhì)活性炭吸附劑的孔分布設(shè)計。
1、煤質(zhì)活性炭樣品的制備和檢測
選用新華牌DX09煤質(zhì)活性炭，用小型活化爐在880～920℃水蒸汽深度活化?；罨潭瓤刂疲涸谠璂X09炭基礎(chǔ)上再燒失45～50%wt.，總計獲得深度活化的TDX09炭樣品2.4kg。深度活化前后炭樣分別編號為AC和ACT。
用麥克公司Micromeritics ASAP 2000M型自動吸附儀測定試樣的BET表面積，并用密度函數(shù)法（DFT法）數(shù)據(jù)處理軟件獲得試樣的DFT微分孔寬分布。
炭樣的亞甲基藍(lán)吸附值、碘吸附值和四氯化碳吸附率的測定分別按GB/T7702.6-1997，GB/T7702.7-1997，GB/T7702.13-1997進(jìn)行。
2、結(jié)果與討論
2.1 深度活化前后炭樣分析結(jié)果
樣品的SBET、DFT法表面積、孔容積、碘值、亞甲基藍(lán)值和四氯化碳吸附率檢測數(shù)據(jù)見表1。樣品DFT法孔隙寬度（以下稱為孔徑）～微分孔容見圖1和圖2。
表1 樣品性能及孔結(jié)構(gòu)檢測結(jié)果
樣號 碘吸附值 mg/g
亞甲藍(lán)吸附值 mg/g
CCl4吸附率 %
SBET m2/g
DFT總孔容 cm3/g
DFT總比表面積 m2/g
AC 962 165 66 1006.79 0.4509 729.92
ACT 1249 192 104 1192.06 0.7609 847.85
2.2 深度活化前后煤質(zhì)活性炭孔徑分布的變化
從圖1中分別量取、分段計算深度活化前后各孔徑范圍的微分峰累積面積，核算各孔徑區(qū)段的累積微分孔容值，http://www.gydfjs.com 處理結(jié)果見表2和表3。
關(guān)于用DFT法描述煤質(zhì)活性炭狹縫型孔結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，已被我們的研究工作證實(shí)，文獻(xiàn)(2)(3)中已有詳細(xì)論述。從表2數(shù)據(jù)可以看出，深度活化使煤質(zhì)活性炭0.5～1nm范圍的微孔孔容減小了26.45%，1～50nm范圍的孔隙容積增大，尤其是孔徑3～4nm的過渡孔孔容增加了四倍多。可見，煤質(zhì)煤質(zhì)活性炭深度活化時，擴(kuò)孔速度最快的是孔徑3～4nm的過渡孔，其次是孔徑4～50nm之間的過渡孔。
表2 各孔徑區(qū)段微分孔容積數(shù)據(jù)處理結(jié)果
孔徑范圍
Nm 炭樣AC 炭樣ACT (△V2－△V1）/△V1×100
微分峰面積
△S1，mm2 微分孔容積
△V1，cc/g 所占份額
% 微分峰面積
△S2，mm2 微分孔容積
△V2，cc/g 所占份額
%
0.5～1.0 656.84 0.1520 32.07 384.54 0.1118 13.69 －26.45
1.0～1.4 407.16 0.0943 19.88 426.16 0.1239 15.17 31.39
1.4～3.0 712.68 0.1650 34.80 1112.80 0.3235 39.61 96.06
3～4 116.16 0.0269 5.67 473.60 0.1377 16.86 411.90
4～10 112.00 0.0259 5.47 292.88 0.0851 10.42 228.57
10～50 43.12 0.0100 2.11 119.44 0.0347 4.25 247.00
總計 2047.96 0.4741 100.00 2809.42 0.8167 100.00
0.5～0.6 62.20 0.0144 29.93 0.0087
1.0～1.05 78.00 0.0181 72.40 0.0210
1.05～2.0 616.85 0.1428 575.85 0.1674
1.4～2.0 320.09 0.0741 270.04 0.0785
2.0～2.8 309.72 0.0717 633.99 0.1843
說明：表2中△V1=0.5mm·△S1·0.0004630cc/(g·mm)，其中0.5mm為圖1中微分單峰間距的一半，0.0004630cc/(g·mm)為圖1中縱座標(biāo)的分度平均值；
△V2=0.5mm·△S2·0.0005814cc/(g·mm)，其中0.0005814cc/(g·mm)為圖2中縱座標(biāo)的分度平均值。
表3 按孔隙分類法的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果
分類法 孔隙類別 孔隙直徑
nm AC樣品 ACT樣品 (△V2－△V1）/△V1×100
△V1
cc/g 所占份額
% △V2
cc/g 所占份額
%
杜比寧
分類法 微孔 <1.4 0.2463 51.95 0.2357 28.86 －4.30
次微孔 1.4～3.0 0.1650 34.80 0.3235 39.61 96.06
過渡孔 3.0～400 0.0628 13.25 0.2575 31.53 310.03
IUPAC
分類法 微孔 <2.0 0.3129 66.00 0.3002 36.76 －4.06
過渡孔 2.0～50 0.1612 34.00 0.5165 63.24 220.41
由表3得知，不論采用哪種煤質(zhì)活性炭孔隙分類方法，得到的結(jié)論都是相同的——深度活化可使煤質(zhì)煤質(zhì)活性炭的過渡孔得以明顯發(fā)展。在以下的討論中，孔隙分類仍采用習(xí)慣分類即杜比寧分類法。
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