刘立恒
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辜敏
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鲜学福
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喻江涛
材料研究学报
以褐煤为原料,分别采用煤焦油、可溶淀粉和聚丙烯酰胺(PAM)作粘结剂,制备了用于变压吸附(PSA)分离CH4和N2混合气体(CH4/N2)的三种颗粒活性炭GAC-C、GAC-T和GAC-P,对样品的表面官能团和孔结构进行表征,研究了粘结剂对活性炭PSA分离CH4/N2性能的影响.结果表明:粘结剂的种类和用量对样品分离效果影响较大,GAC-T的PSA分离CH4/N2的性能最好.粘结剂用量(粘结剂与煤粉的质量比)为0.15-0.20时,GAC-T可将CH4浓缩28％左右；GAC-C、GAC-T和GAC-P表面含氧官能团含量的关系排序为GAC-T＞GAC-C＞GAC-P,而三者的孔结构范围则为10-30 nm、2-10 nm和0.4-2 nm,相差较大；样品碱性表面含氧官能团的含量越高越有利于CH4/N2的PSA分离；CH4/N2分离效果受微孔的影响较大,0.4-0.7 nm的微孔是造成GAC-C、GAC-T和GAC-P分离效果差异的主要因素.
关键词:
无机非金属材料
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颗粒活性炭
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变压吸附
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CH4/N2
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孔结构
刘立恒
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辜敏
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冯砚艳
功能材料
以褐煤为原料,可溶淀粉作粘结剂,采用不同工艺制备PSA分离CH4/N2用颗粒活性炭,探讨了制备工艺及粘结剂添加比例、升温速率和活化水用量对样品分离性能的影响.结果表明,对原料碳化/水洗脱灰、添加碱式碳酸镁可以提高样品的分离性能;原料碱洗脱灰、预氧化及添加KOH不利于PSA分离CH4/N2用颗粒活性炭的制备;当碳化温度和活化温度一定时,制备PSA分离CH4/N2用GAC的最佳粘结剂添加比例、升温速率和活化水用量分别为0.15～0.2、5℃/min和1.9～0.2mL/min;优化工艺制备的GAC浓缩效果可达28.2%,优于商业活性炭和烟煤基活性炭.
关键词:
褐煤
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颗粒活性炭
,
制备工艺
,
变压吸附
,
CH4/N2
