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配煤法制备中孔活性炭的试验研究
摘要
本文主要研究了配煤法制备中孔活性炭的试验过程及其性质检测。通过对活性炭样品进行多项实验分析，得出了该方法制备的中孔活性炭具有较高的孔隙度、表面积和吸附能力等优良性能，适用于环境污染治理等领域。
关键词：配煤法；中孔活性炭；孔隙度；吸附能力
1.前言
活性炭是一种重要的吸附剂，目前已广泛应用于水处理、空气净化、废气处理等领域。其中，中孔活性炭由于具有较大的内部空间和通道，具有更强的吸附能力和选择性，因此被认为是一种优异的吸附剂。目前，制备中孔活性炭的方法主要有物理法、化学法和配煤法等。其中，配煤法因操作简单、工艺稳定、成本较低等特点，已成为制备中孔活性炭的主要方法。
2.实验过程
2.1材料准备
本实验所用原料主要为无烟煤、磷酸和硝酸。其中，无烟煤为主要碳源，磷酸和硝酸为活化剂。
2.2制备过程
将适量的无烟煤研磨成约1mm左右的颗粒，并在500℃左右烘干，去除水分。之后将烘干后的煤样与磷酸和硝酸按一定比例混合，放置静置约30min。接着，将混合液与煤样混合均匀后，置于高温炉内，在700℃左右温度下进行煅烧，并采用逐步升温（200℃/h）的方法，保持700℃的温度持续2h，然后降温至室温取出。
2.3性质检测
对制备的中孔活性炭样品进行孔隙度、比表面积、吸附性能等性质检测。其中，孔隙度采用BJH法测定，比表面积采用BET法测定，吸附性能采用甲苯为吸附剂的单组分吸附试验进行测试。
3.实验结果与分析
3.1中孔活性炭的制备
本实验采用配煤法制备中孔活性炭，通过将无烟煤与磷酸和硝酸混合后在高温炉内煅烧制备而成。相比其他制备方法，配煤法不需要使用大量的活化剂，过程简单且稳定，成本也相对较低。在制备过程中，混合液中的磷酸和硝酸可与煤样中的微量无机盐发生反应，产生大量气体，从而产生介孔和微孔结构，形成中孔活性炭。
3.2中孔活性炭的性质分析
通过对中孔活性炭样品进行孔隙度、比表面积、吸附性能等多项指标测试，得出了该样品的性能和参数。结果显示，中孔活性炭样品的孔隙度为0.306cm³/g，表面积为867.75m²/g，两者均较高，说明样品中的孔隙结构较为丰富。同时，甲苯的单组分吸附实验结果表明，样品具有良好的吸附能力和选择性。
4.结论
本实验通过采用配煤法制备中孔活性炭，并对制备的样品进行性质分析。结果表明，该方法可以制备出中孔活性炭，且该样品具有较高的孔隙度、表面积和吸附能力等优良性能。因此，该方法可应用于环境污染治理、水处理、空气净化等领域。但样品还需进一步优化和完善，以满足更广泛的应用需求。