FeCl3添加剂作用下煤基压块活性炭的孔结构调控 论文

在对煤基压块活性炭的孔结构进行调节的研究中，主要利用了FeCl3添加剂的作用，采用不同的引入方法，包括混合法、浸渍法和离子交换法，来制备活性炭。研究中分别使用了大同烟煤和灵武烟煤作为原料，对不同方法引入FeCl3后的活性炭样品的孔结构和磁性能进行了综合分析。对于孔结构的调控，研究发现混合法和浸渍法的引入可以增加煤在350℃前的质量变化速率，同时降低了350℃至600℃之间的质量变化速率。这表明FeCl3的加入使得活性炭前驱体的炭化过程发生变化，促进了气化反应性的增强。而这种变化最终导致活性炭的比表面积增大，从而改善了其孔结构。具体的，浸渍法使得大同煤基活性炭和灵武煤基活性炭的比表面积分别显著提高。研究中还发现，使用混合法和浸渍法引入Fe元素后，FeCl3能够显著增强活性炭样品的磁性能。例如，混合法使得大同煤基活性炭和灵武煤基活性炭样品的饱和磁化强度分别由原来的数值提高到更高。然而，离子交换法由于原料煤较弱的离子交换能力，未能成功引入Fe元素，反而使得Fe系原生矿物质含量升高，这限制了活性炭孔结构的发育。热重分析手段用于模拟和分析煤样的炭化过程以及炭化材料的活化过程。通过X射线衍射分析了炭化材料样品的微晶结构和无机矿物质组成。研究中使用了N2吸脱附等温线以及振动样品磁强计来对活性炭样品的孔结构和磁性能进行表征。研究表明，经过FeCl3处理后，煤样在炭化过程中的质量变化速率以及形成的炭化料的石墨化度等参数会发生变化，这些参数的变化都直接关联到了活性炭的孔结构和磁性能。此外，通过研究还发现，原料煤中由于溶液的酸性作用，降低了原料煤中的某些物质的含量，进而影响了活性炭的孔结构发育。通过引入FeCl3添加剂，并采取不同的方法，可以有效调控煤基压块活性炭的孔结构，进而影响其物理性能和化学性能。这些发现对于改善活性炭的性能、拓宽其在工业上的应用具有重要的指导意义。同时，这一研究工作也为后续探索不同的活性炭制备工艺和改善活性炭性能提供了新的思路和方法。