膨胀石墨对二氧化碳的吸附研究

变化专业委员会预测 ， 如果不控制二氧化碳的排放 ， ２ ０ 年 ， 到 １０ 世界平均气温预计要升高 １ ～ ． ℃， ．５ ４ ８ 地球 海 平面将 比 目前上 升 ９ ８ ｍ．将会 对 人类 及 生物 生存 环境 产 生极 大 影 响．减 少 、 制 二氧 化碳 的排 放 ， ～ ８ｃ 控 抑 制温室效应的加剧是全世界共 同面临的大问题．目前 ， 对二氧化碳吸附或吸收的研究及其报道 已有很多， 其中常用的是活性炭吸附法 １膨胀石墨的特殊孔状结构 、 的比表面决定 了它具有 良好 的吸附能力 ， ， ． 大 目
前将 膨胀 石 墨应用 到 对 甲醛 、 氧化硫 气 体 吸附方 面 已有报 道 ＿］ 者就 膨 胀石 墨 对 二氧 化碳 的吸 附进 行 二 ４． Ｉ笔 ５
了研 究．
１ 实验
１１ 仪 器与试 剂 ．
水浴锅 （ 天津市泰斯特仪器有 限公 司）马弗炉 ｓ 一 一 ０ 天津市泰斯特仪器有 限公司 ）气相色谱仪 ； ｘ ４ ｌ（ ；
Ｇ 一７ ０温 岭市 福立分 析仪 器有 限公 司 ） 乙酸 ， 硫酸 ， 铬酸 钾 ， 水氯 化钙 均为 分析 纯 ； Ｃ９９（ ．冰 浓 重 无 天然鳞 片石 墨（ 内蒙产 ，Ｏ目） ５ ．
１ 可膨胀 石墨 的制备 ． ２ 、
以磷 片 石墨 为原 料 采用 化学 氧化 法 制备 可膨 胀 石墨 ， 以不 同配 比加 入浓 硫 酸 、 氧水 、 锰 酸钾 、 双 高 冰醋
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由表 １ 可知 ， 当硫酸用量达到石墨质量 的 １ 倍 以上时， ． ２ 可获得较大 的膨胀体积 ， 石墨与硫酸质量 比为
ｌ１ ， 胀体积 可达 ２ ０ｍ Ｃ ． ：． 膨 ５ ３ ｒｇ １ 膨胀 石墨 的制备 ． ４
称 取 一定质 量 的可 膨胀 石 墨 ， 将其 放 置于 １ ０ 的马 弗炉 中 ， ０ｏ ０ Ｃ 加热 至无 膨起 ， 即得 膨胀 石 墨并 测其 膨
酸等， 经水浴搅拌 ， 控温 、 控时再将其水洗至中性 ， 在一定温度下烘干制得一系列可膨胀石墨． 在带有 回流装
置 的三颈 瓶 中 ， 次加入 天 然鳞 片石 墨 、 依 浓硫 酸 、 乙酸 、 冰 重铬 酸钾 、 断搅拌 ， ４ 不 在 ５℃下反应 １ 滤 ， 洗 ｈ抽 水 至 中性 ． 烘箱 中 ６ 在 ０℃烘 干． 膨胀 体积 为 每克 可膨 胀石 墨经 高 温处 理后 膨 胀 的总体 积 ．按 Ｇ ０ ９ 试产 品的膨 胀 体积 ．得 到 膨 Ｂ１６８测 胀体 积为 １０ ２０ｍＬｇ的一系 列可膨胀 石 墨样 品． ３ ～３ ／
图 ２ 实验 装 置 图
・
打开 钢瓶旋 钮通 人二 氧化碳 和氮 气 ， 体先 经混合 罐混 合 ， 经 流量计 、 气 再 干燥 管 到达 放置 于恒 温水 浴锅 内的膨胀石 墨吸 附柱 ， 隔一段 时间将尾 气接人气 相 色谱 仪对 其进行 分析 ． 每
２ 结 果 与 讨论
２１ 二氧 化碳 在吸 附剂上 的吸 附量 及穿透 曲线 ． 采 用流动 吸附装 置考察 了二氧 化碳在 几种不 同膨胀 体积 的膨胀石 墨吸 附剂上 的动态 吸附性 能 ，得 到二
胀体积 ．
１ 膨胀 石墨对 二氧 化碳 的吸附 ． ５
将 一定 体积 的 吸附剂 膨胀 石 墨将 填于 吸附 柱 中 ， 图 １为 防止 吸 附剂外 漏 ， 筛板 上面 打尽 可能 多 的 见 ， 在 １ ｍ的孔并 垫一层 薄薄 的棉花 ． ｍ 内径
到 ９ ／ 上． ０ｍｇｇ以
关键 词 ： 胀石 墨 ； 附； 氧化碳 膨 吸 二 中图分类 号 ： Ｂ ９ Ｔ ２ ．ｌ 文献标 识码 ： Ｔ ３ ；ＱＩ７１ Ａ 文章编号 ：６ ３ １ ７ （０ １０ — ０ １ ０ １７ — ９ ２ ２ １ ） ３ ０ ２ — ５
０ 引 言
二 氧化碳 是引起 温 室效应 的主要 气体 ， 温度 的升 高会 对 全球 气候 产 生 巨大 的影 响．据 国际政 府 间气 候
氧化碳 吸 附过程 曲线 如 图 ３所示 ．
吸附剂 的饱 和吸 附量和 穿透 时间见 表 ２ ．由表 ２可 知 ， 吸附剂 的吸附能 力各 不相 同 ， 附剂 ｄ膨 胀 ４种 吸 （
第３ 期
武
戈， 张
萍 ， 占荣 ， ： 刘 等 膨胀石墨对二氧化碳 的吸附研究
００ ３ ） ５０ ５ （ 石家 庄学 院 化工 学院 ， 河北 石家庄
摘 要： 采用常压吸 附法研 究了膨胀石墨吸附剂在二氧化砌 氮气体 系中对二氧化碳的动态吸
附性 能 ， 比较 了其 吸 附量 、 穿透 曲线 和 吸 附性 能 的 差异 ． 究 了膨胀 石墨 的 比表 面积 。 径分 布 等 研 孔 因素 对其二 氧化碳 吸 附性 能 的影响 ． 果表 明 ： 胀体 积越 大的膨胀 石墨 ， 对二 氧化碳 的吸 附能 结 膨 其 力越 强 ， 高可达 １０ｍ ／ 最 ９ ｇ ｇ以上 ． 吸 附量 随 温度 升 高而 呈现 下 降趋 势 ， 在 ３ 其 但 ０℃时吸 附量 仍 达
第 １ ３卷 第 ３ 期
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石 家庄 学院学报
Ｊｕｎｌ ｆ ｈ ｉｚｕ ｎ ｎｖｒｔ ｏｒａ ｏ ￣ａｈ ａｇＵ ｉ ｓｙ Ｓ ｅ ｉ
Ｖｏ ．３． ． １１ Ｎｏ３ ｍ ａ ０１１ ｙ２
膨 胀 石 墨 对 二氧 化碳 的吸 附研 究
武 戈， 张 萍 ， 占荣 ， 刘 魏 青
１ ． 不同配 比对膨胀 体积 的影 响 ３
实验发 现 。 酸用量对 膨胀 体积 有很大 影响 ， 硫 见表 １ ．
收稿 日期 ：０ １Ｏ — ５ ２ １ 一 ｌｏ 作者简介 ： 武戈（９ ２ ）女 ， １７ 一， 河北涿鹿人 ， 高级实验师 ， 主要从事膨胀石墨的应用研究
石 家庄 学 院学 报 表 １ 硫 酸用 量 对 膨胀 体 积 的影 响