KOH—K2CO3活化废弃焦粉制备活性炭的研究

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KOH活化法花生壳基活性炭的制备与表征

KOH活化法花生壳基活性炭的制备与表征1. KOH活化法花生壳基活性炭的制备及性能研究花生壳在110 ~ 120℃干燥后经高速粉碎机粉碎，然后过60目筛。

在300W一400W的功率下炭化。

冷却后经研磨，取100目筛下料作为制备活性炭的花生壳炭原料。

按比例称取准确质量的花生壳炭分别放入不同质量浓度的KOH溶液于80~100℃的水浴中恒温放置14小时(应尽量避免混合物中水分的蒸发)，然后将浸泡有花生壳粉的碱液（浆状物）在110℃下于干燥箱中烘干并用研钵捣成粉末。

准确称取含有活化剂KOH的花生壳粉置于坩埚中，在300 ~ 800W的给定微波功率下活化8-10min，将活化得到的样品先用70~80℃的蒸馏水洗涤至pH=3~5左右，回收磷酸，随之将样品用0.lmol/L的HCI溶液煮沸20min，再用70-80℃蒸馏水洗涤至中性，用AgNO3溶液检测不出Cl-1为止。

将活化样品在105~110℃下干燥12h，重新粉碎后过200目筛，装入试剂瓶中备测。

活性炭得率化学法制备活性炭一般采用得率的概念,即产物质量与原料质量的比值,其计算式为:得率= m p/m r式中,m p、m r分别为产物和原料的质量。

（1）炭化功率对活性炭的影响由于花生壳成分复杂，含有大量的木质素、纤维素等挥发分，如果采用竹屑与活性剂KOH直接混合的方法进行活化，则在实验过程中会产生红褐色的液体并伴随有难闻的恶臭气味产生，并会发生喷溅现象，导致实验的失败。

所以在制备花生壳基活性炭时需要先将花生壳在300-600W下干馏炭化，使其中的木质素、纤维素等挥发分发生分子解聚，木质素缩合成芳环结构、纤维素经脱水生成醇酮型互变异构体以挥发物的形式逸出。

本实验称取一定量的经干燥粉碎的花生壳，分别于300W、400W、500W、600W、700W的功率下炭化3min，考察炭化温度对活性炭性能的影响。

①对活性炭得率的影响②对碘值的影响③活性炭的亚甲基蓝吸附值的影响④活性炭的比表面积（2）KOH浓度对活性炭的影响以KOH与活性炭的浸渍比为1:1，KOH浓度分别为20%、30%、40%、50%、60%，活化功率为500W，活化时间为5min，考察KOH浓度对活性炭收率和活性炭吸附性能的影响：①对活性炭得率的影响②对碘值的影响③活性炭的亚甲基蓝吸附值的影响④活性炭的比表面积（3）浸渍比对活性炭的影响活化功率为500W，活化时间为5min，KOH 含量（碱/竹比）为1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3.0:1时，考察浸渍比对活性炭收率和活性炭吸附性能的影响①对活性炭得率的影响②对碘值的影响③活性炭的亚甲基蓝吸附值的影响④活性炭的比表面积（4）活化温度的影响浸渍比为[（1）结果]，分别在400W、500W、600W、700W、800W的功率下活化5min①对活性炭得率的影响②对碘值的影响③活性炭的亚甲基蓝吸附值的影响④活性炭的比表面积（5）活化时间的影响浸渍比为[（1）结果]，活化功率为[（2）结果]，活化时间分别为4、5、6、7、8min 考察不同活化时间对活性炭收率和活性炭吸附性能的影响①对活性炭得率的影响②对碘值的影响③活性炭的亚甲基蓝吸附值的影响④活性炭的比表面积（6）正交试验（7）KOH活化法制备花生壳基活性炭吸附铀的研究铀的测定标准工作曲线的绘制（1）铀标准储备液的配制：准确称量八氧化三铀（经850℃灼烧0.5h）0.11790g于50mL烧杯内，加入5mL浓硝酸，在电炉上加热溶解至蒸干。

KOH活化法制备棉秆基活性炭的分析研究

KOH活化法制备棉秆基活性炭的研究-农学论文KOH活化法制备棉秆基活性炭的研究耿莉莉，张宏喜，李学琴（昌吉学院化学与应用化学系，新疆昌吉８３１１００）摘要：以棉秆为原料，在氮气保护下于４００℃直接碳化１２０ｍｉｎ后，以氢氧化钾为活化剂制备棉秆基活性炭，主要考察了碱碳比、活化温度、活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能及活化得率的影响。

结果表明，制备棉秆基活性炭的最佳工艺条件为碱碳比为２．０，活化温度７００℃，活化时间９０ｍｉｎ，此时制得的活性炭的碘吸附值为１３８１ｍｇ／ｇ，亚甲基蓝吸附值为１８０ｍｇ／ｇ，平均孔径４．４２ｎｍ，最可几孔径２．１７ｎｍ，活化得率为１８．０７％。

关键词：棉秆；活性炭；氢氧化钾中图分类号：Ｓ５６２；ＴＱ３５１．２１文献标识码：A文章编号：0439－８114（２０15）14－3489-03DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2015.14.040 PreparationonActivatedCarbonfromCottonStalkby ChemicalActivationwithPotassiumHydroxideGENGLi-li，ZHANGHong-xi，LIXue-qin （DepartmentofChemistryAppliedChemistry，ChangjiUniversity，Changji831100，Xinjiang，China）Abstract：Preparationofactivatedcarbonfromcottonstalkbychemicalactivationwasinvestigatedinthispaper.Theplantwasfirs tlycarbonizedat400℃for120minan dthenactivatedwithpotassiumhydroxide.Effectsofalkali-carbonratio,activ ationtemperatureandactivationtimewerestudiedontheadsorptioncapaciti esandyieldoftheactivatedcarbon.Theexperimentalresultsshowedthattheo ptimumpreparationconditionswereasfollows:thealkalicarbonratioof2.0,th eactivationtemperatureof700℃andtheactivationtimeof90min.Atthistime, theadsorptionvaluesoftheiodineandthemethyleneblue，activationyieldandthesurfaceareaoftheactivatedcarbonwere1381mg/g，180mg/g，18.07%and1548m2/grespectively,theaverageaperturewas4.42nmandthe mostprobableaperturewas2.17nm.Keywords:cottonstalk。

KOH活化法制备棉花秸秆活性炭的研究

ＡｂｔａｔＡｔａｅａｂｎｗａｒｐｒｄｆｍｏｔｎｓｌｙｃｅｃｌｃｉａｉｎｗｔｏａｓｍｙｒｘｄｎｅቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｉｅｅｔｐｒ — ｓｒｃ：ｃｉｔｄｃｒｏｓｐｅａｅｒｃｔｔｋｂｈｍｉａｔｔｉｐｔｓｉｈｄｏｉｅｕｄｒｄｆｒｎｅａｖｏｏａａｖｏｈｕｆｏ
ＫｏＨ活化法制备棉花秸秆活性炭的研究
焦其帅，胡永琪，陈瑞珍。郝宏强，秀，庞
（．１河北化工医药职业技术学院化学与环境工程系，河北石家庄００２；５０６２河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄００１）．５０８摘
ＪＯＱ — ｕｉＩｉｈａＡｓ
要：以棉花秸秆为原料，用ＫＨ活化法制备活性炭样品，讨了炭化、采Ｏ探活化及后处理过程
中各实验条件对活性炭样品性能的影响。综合考虑活性炭样品的性能及得率，出较优的实验条得
件为：化温度４０５０℃ 、炭比值１０、化温度８０℃ 、炭５—０碱．活０活化时间１０ｍｎ在较优条件下制得２ｉ；
ｒｓｌｈｗｄｔａｅｏｔｍｏｄｔｎｒｓ￣ｌｗｅｐｒｇｎｔｎｔｍｐｒｔｒｆ５－０ ℃ ．ａｋｌ，（ａ‘ Ｉｌｔ１ｅｕｔｓｏｅｈｔｔｐｉｓｈｍｕｃｎｉｏｓｗｅｅａｉｌｄ：ｙｏｅａｉｅｅａｕｅｏ４０５０ｏｏｌａｉ／‘ ｌｌａｉ／ｈ．ｏ

煤基活性炭制备及其表征

仪器：电热恒温干燥箱；高温管式炉；氮气钢瓶；电炉；马沸炉；电子天平
3.1 活3、性实炭验的步制骤备
1原状）料，将破然碎KO后H在1、:1高K优O温H质管无式烟炉低煤温中样脱5水按50重℃5量的80为条℃1件：下1的进高比行温活例炭化混化合，成189h0糊后℃ 通入氮气并按5℃/min的速度加热至890℃活化处理1h左右，冷却后得到粗活性炭。
干燥灰皿
烘干试样
取样
灰化
灼烧
称量
结束实验
△m>0.0010g
4.1煤基4活、性实炭验水数分据测及量分数析据计算
瓶重：24.7514g m=25.0906g m1=25.0754g
样品：0.3392g m2=25.0728g m3=25.0725g
含水量 m样m 品样 -(m3品 m)10% 0 0.339 （ - 2 5 .0722 54 .75） 1410% 05.23 %
0.3392
4.2 碘吸附值的测定数据处理及误差分析
m1=0.1900g v1=4.5mL
m2=0.2394g v2=12.5mL
硫代硫酸钾与碘反应 2K2S2O3+I2=K2S4O6+2NaI 碘的浓度：0.1mol/L 硫代硫酸钾标准溶液的浓度：0.001mol/L
总的碘量：0.1×10×10-3=1.0×10-3 mol 滴定消耗的硫代硫酸钾标准溶液：n1=0.001×4.5×10-3=4.5×10-6 mol
煤基活性炭的制备及其性能表征
1、实验原理
在制备活性炭的过程中．必须首先经过高温活化，尽可能除去原煤中的焦油和灰分，形成发达的孔结构。
制备方式 KOH作为活化剂，在300—600℃时主要发生分交联或缩聚反应，该阶段一些非碳元素外焦油类物质挥发出来的

利用焦化除尘粉制活性炭工艺研究

布上多余浸渍液体除掉。５）让把该布放进烘箱，把温度调整到
２０１３．Ｎ０．１０
工业工程与技术
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
利用焦化除尘粉制活性炭工艺研究
侯永涛甘泓均
（中国平煤神马集团安监局，河南
２．２实验内容本研究中就是将焦化除尘粉当成原料．再使用水蒸气与ＫＯＨ当成活化剂，进而制备出活性炭工艺。在这两种活化剂中
均匀搅拌。４）把该均匀混合液放置到振荡器的上面，然后把无纺布放人振荡，经过３０ｍｉｎ之后就取出来．再把用压辊把无纺
２．３实验步骤
本论文中就选择了水蒸气的活化法作为了活化剂，在该
条件下制备活性炭，其制作步骤如下所示：１）把适量水放进盛
表１原料的基本性质有按照要求所称取的活性炭烧杯之中。进行均匀搅拌，之后放
一
些适量粘合剂。２）把助剂以及分散剂溶解进水中，之后加热
平的正交实验法。从实验中可知影响其活性炭的吸附性能主要
际价值。采取这种方法不仅仅能够提防出现二次污染，对厂区环境有效改善，还能够将废物变成宝，确保了企业可持续发展，同时也给高效利用焦化除尘粉提供新工艺与新思路。
２利用焦化除尘粉制活性炭工艺
２．１实验原料本工艺主要就应用焦化除尘粉制成活性炭，进而研究活性炭各个方面性能，为防止二次污染提供有效方法。本论文所选用原料是干熄焦除尘粉．这种原料的基本性

浅谈KOH活化法对超级活性炭制备的影响

应用中最理想的超级电容器电极材料。石河子开
分机筛分成粒度不同的原料，选取８０～１５０目合格
的石油焦与ＫＯＨ和催化剂按照一定比例在混合机
内进行混合，定量加入纯水，混合、浸泡３～２０ｈ。浸
泡好的混合物料加入到高温活化釜中，定量加入碱液，用电炉加热升温到１２０％进行物理脱水。在氮
济和国防建设以及人们日常生活必不可少的产品
１１＝３１
。
超级电容器作为近几十年来发展起来的新型
储能元件。由于具有ห้องสมุดไป่ตู้率密度高、瞬间大电流的快
速充放电、循环寿命长、工作温度范围宽、安全无污染等一系列优点，在移动通讯、信息技术、工业域、消费电子、电动汽车、航空航天和国防科技等方面具有广阔的应用前景，已成为目前国际研究的热
程处理，采用简易的强碱活化法，分析不同的活化
一
３８一
石河子科技
总第２２１期
表１
不同碱炭比下活性炭孔结构参数和吸附性能
表３不同活化时间下活性炭的孔结构参数和吸附性能
考察活化时间（１ｈ～３ｈ）对活性炭吸附性能的影响，
．『＿
’ ’ 。 ‘ 。。。。。。。 ’ 。一
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稻壳基活性炭的制备及其孔隙结构分析

第 50 卷第 3 期2021 年 3 月Vol.50 No.3Mar. 2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry稻壳基活性炭的制备及其孔隙结构分析高　艳，马明硕（吉林化工学院分析测试中心，吉林吉林 132022）摘要：本文采用常规加热法制备稻壳基活性炭，利用正交实验方法，探讨了分别以氢氧化钾、碳酸钾为活化剂时活性炭的最佳制备方案。

通过扫描电子显微镜观察所得活性炭的表面形貌，利用热分析仪对稻壳原料进行了热力学分析，利用分光光度计测定活性炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值。

结果表明，采用氢氧化钾为活化剂得到的活性炭，孔洞多为小孔，其亚甲基蓝最大吸附值为63.81mg·g -1，碘吸附最大值为680.59mg·g -1；采用碳酸钾为活化剂得到的活性炭多为大孔和中孔，亚甲基蓝的最大吸附值为25.83mg·g -1，碘吸附最大值为495.25mg·g -1。

关键词：稻壳；活性炭；制备及性能中图分类号：TQ 424.1 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2021)03-0018-04作者简介：高艳（1971-），女，吉林九台人，学士，吉林化工学院分析测试中心副教授，主要从事分析工作。

E-mail:*************收稿日期：2020-11-27活性炭是以煤、木材和果壳等含炭材料为原料制备的炭质吸附材料，广泛应用于气体吸附、分离、净化及液体净化、溶质富集[1]等领域。

目前活性炭已被广泛应用于国防、化工、石油、纺织、食品、医药、原子能工业、城市建设、环境保护以及人类生活的各个方面，随着我国经济的高速发展，活性炭的需求量呈逐年上升的趋势[2]。

稻谷是世界上种植面积最广、产量最大的农作物。

当前全世界的稻谷总产量约6亿t，我国总产量约2亿t，占全世界总产量的1/3，居世界首位。

K_2CO_3活化法制备椰壳活性炭

conut shell activated carbon
化料按照实验设定的质量比混合均匀后 ,将混合料置于活化炉活化. 活化过程中不通入水蒸气 ,活化得到的样品用 011 mol/L 的 HC l溶液煮沸 20 m in后 , 继续用 011 mol/L 的 HC l溶液反复清洗 ,随之用蒸馏水清洗至残液无 C l- 检出为止. 最后将所得活性炭样品在 120 ℃温度下干燥 12 h后留作分析检测. 在物理 (水蒸气 )活化实验过程中 ,先将 15 g一定颗粒大小的椰壳炭化料样品置于反应器中上部 , 连接好装置 ;加热升温至 100 ℃以后通入水蒸气 ,保持水蒸气流量为 3 kg / h恒定不变 ,在加热至实验设定的温度条件下活化相应的时间后停止加热 ,继续通入水蒸气 ,直至温度低于 100 ℃,待温度降至常温 ,移出所得活性炭. 在 120 ℃温度下将活性炭烘干 12 h,称取产物重量 ,计算活性炭得率.
carbon
图 3 活化温度对活性炭亚甲蓝吸附值的影响 Fig. 3 Effect of activation temperature on methylene blue ad2
sorp tion value of activated carbon
图 4 活化温度对活性炭苯酚吸附值的影响 Fig. 4 Effect of activation temperature on phenol adsorp tion
活性炭具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表面积 ,广泛应用于化工、制药、食品和环境保护等各个领域. 制备活性炭的主要原材料包括煤、木材和各种果壳 (核 )等高含碳物质. 制备活性炭的方法主要分为物理活化法和化学活化法 . [ 126 ] 物理活化法是将原料先炭化 ,然后再用水蒸气或者二氧化碳进行活化. 化学活化法是将原料与化学药品混合浸渍一段时间后 ,将炭化与活化一步完成. 采用化学活化法生产活性炭的方法主要有磷酸活化法 [ 324 ]和氯化锌活化法 [ 5 ]. 同时 ,还有其他的方法 ,如 KOH 活化法和 K2 CO3 活化法 [ 6 ]等.

制备活性炭负载K2CO3用于催化餐饮废油合成生物柴油(论文)

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2015年第34卷第2期·376·化工进展制备活性炭负载K2CO3用于催化餐饮废油合成生物柴油黎先发1，2，罗学刚1，2（1西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010；2生物质材料教育部工程研究中心，四川绵阳 621010）摘要：以K2CO3为催化剂，工业碱木质素（KL）为活性炭（AC）前体，在管式电阻炉中经一步共混活化（K2CO3/KL 质量比为0.6、活化温度800℃、N2流量100cm3/min、活化时间2h）制备K2CO3/AC固体碱催化剂，用于餐饮废油与甲醇的酯交换反应合成生物柴油。

对制备的固体碱催化剂进行了X-射线衍射（XRD）、BET表面积及扫描电镜（SEM）表征。

考察了反应温度、催化剂用量、反应时间、醇油摩尔比等因素对餐饮废油转化为生物柴油产率的影响。

结果表明当反应时间2h、反应温度60℃、醇油摩尔比15∶1、催化剂为原料油质量的3.0%时，生物柴油最大产率为87.5%。

考查了催化剂的循环利用效果，结果表明催化剂能循环利用3次，第3次利用时生物柴油的产率仍达到80.7%。

关键词：餐饮废油; 生物柴油; 碱木质素; 活性炭；固体催化剂; 酯交换反应中图分类号：TQ 51 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2015）02–0376–05DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.02.012Preparation of K2CO3 supported activated carbon for thetransesterification of waste cooking oil to biodieselLI Xianfa1，2，LUO Xuegang1，2（1School of Life Science and Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，Sichuan，China; 2Engineering Research Center of Biomass Materials （Southwest University of Science andTechnology），Ministry of Education，Mianyang 621010，Sichuan，China）Abstract：K2CO3 supported activated carbon (AC) as solid catalyst was prepared by directly mixing K2CO3 with technical Kraft Lignin (KL) with the mass ratio of 0.6 and subsequently activating at 800℃ for 2h under 100cm3/min of N2 flow rate in a tubular furnace. The obtained solid base catalyst was characterized by XRD，BET surface area and SEM. It was found that the catalyst possessed mesoporous structure with an average pore diameter of 10 nm and a good dispersion of K2CO3 on the surface of AC support. The prepared K2CO3/AC solid catalyst was used for the transesterification reaction of waste cooking oil (WCO) with methanol in batch reactor.The effects of various parameters，such as reaction temperature，amount of catalyst，reaction time，and molar ratio of methanol to WCO，on biodiesel yield were investigated. A maximum biodiesel yield of 87.5% was obtained under the optimal condition as reaction temperature of 60℃，catalyst amount of 3.0%，methanol to WCO molar ratio of 15∶1 and reaction time of 2h. The effect of repeated use of K2CO3/AC catalyst on biodiesel yield was tested. The results indicated that the catalytic activity remained 80.7% when the catalyst was employed for the third time.Key words：waste cooking oil; biodiesel; Kraft lignin; activated carbon; solid catalyst;transesterification收稿日期：2014-07-10；修改稿日期：2014-09-22。

KOH活化法制备废旧棉织物活性炭及表征

感谢观看
文献综述
KOH活化法制备活性炭的研究已有广泛报道。早期的研究主要集中在活化剂浓度、活化温度、活化时间等因素对活性炭性能的影响。如Wang等研究了KOH浓度对竹子活性炭性能的影响，发现当KOH浓度为60%时，制备得到的活性炭比表面积最大。Liu等研究了活化温度对椰壳活性炭性能的影响，发现活化温度为700℃ 时，制备得到的活性炭具有最佳的吸附性能。
实验过程中，重点考察了KOH浓度、活化温度、活化时间等因素对废旧棉织物活性炭性能的影响。在单因素实验的基础上，通过正交实验优化了KOH活化法制备废旧棉织物活性炭的最佳工艺条件。此外，采用扫描电子显微镜（SEM）、 Brunauer-Emmett-Teller（BET）等方法对制备得到的活性炭进行了表征，以了解其形貌和孔结构。
此外，活化时间也是影响活性炭性能的重要因素，如Xu等研究了活化时间对核桃壳活性炭性能的影响，发现活化时间为30分钟时，制备得到的活性炭比表面积最大。
近年来，研究者们开始废弃物材料的研究。例如，丝绸、棉麻等纺织品废弃物的大量产生严重污染环境，成为亟待解决的问题。因此，以废弃纺织品为原料制备活性炭成为当前的研究热点。如Zhang等研究了以废旧棉织物为原料，采用 KOH活化法制备活性炭的过程，并对其性能进行了表征。实验结果表明，制备得到的活性炭具有较高的比表面积和较好的吸附性能。
1、制备情况
通过物理化学活化法成功制备了红麻杆基活性炭，制备过程中未出现明显的烧结现象，产率较高，具有良好的应用前景。
2、理化性质
BET法测定结果显示，红麻杆基活性炭的比表面积在1000-2000m²/g之间，表明其具有较高的吸附性能。BJH法测定结果显示，孔径主要分布在2-10nm之间，表明其具有较好的吸附选择性。XRD分析结果表明，红麻杆基活性炭主要由石墨烯和无定形碳组成。EA测定结果显示，红麻杆基活性炭中碳含量较高，达到了 90%以上。

采用KOH与NaOH活化剂所制活性炭表面化学性质及孔结构的比较_谢应波

文章编号:1001-8948(2008)02-0018-06采用KO H 与N aO H 活化剂所制活性炭表面化学性质及孔结构的比较谢应波,张维燕,张睿,成果,张传祥,凌立成(化学工程联合国家重点实验室联合化学反应工程研究所华东理工大学,上海　200237)摘要:采用沥青焦为原料,以KOH 和N aOH 活化剂制备出不同碱炭质量比(R )系列活性炭。

利用X 射线衍射(XRD )和X 射线光电子能谱(XPS )表征出所制活性炭的石墨层结构和表面化学性质,并用氮气吸附和脱附等温线计算出B ET 比表面积、D FT 孔径分布及孔容。

实验结果表明,与N aOH 活化剂相比,KOH 活化剂所制活性炭石墨层破坏更明显,表面含氧官能团也明显增加。

当R =5时,KOH 活化剂所制样品B ET 比表面积高达2939m 2 g ,孔容为1143c m 3 g ;而N aOH 活化剂所制样品B ET 比表面积和孔容分别只有1098m 2g 、0153c m 3 g 。

关键词:活性炭;化学活化;比表面积;超级电容器中图分类号:　TQ 42411 文献标识码:　ACOM PAR IS ONS OF CHE M I CAL PROPERTIES AND PORE STRUCTURE OF CARB ONS ACTIVATED B Y K OH AND NaOHX ie Y ing -bo ,Zhang W ei -yan ,Zhang R u i ,Cheng Guo ,Zhang Chuan -x iang ,L ing L i -cheng (UN I LAB ,State Key L abo rato ry of Chem ical Engineering ,East Ch ina U n iversity of Science andT echno logy ,Shanghai ,200237,Ch ina )Abstract :A series of petro leum coke -based activated carbon s (A C s )w ere p repared by chem ical activati on m ethod in differen t KOH o r N aOH petro leum coke rati o (R ).Po re p rop erties of these activated carbon s in 2cluding the B ET sp ecific su rface area ,po re diam eter ,po re size distribu ti on and po re vo lum e w ere character 2ized by D FT m ethod based on N 2adso rp ti on deso rp ti on iso ther m .T he changes in the su rface graph ite structu re and su rface chem istry of the A C s w ere studied by X -ray diffracti on (XRD )and X -ray p ho to 2electron spectro scop y (XPS ).It w as found that the su rface graph ite structu re of the A C s w as qu ite de 2stroyed by KOH activati on ,bu t its su rface oxygen group s increaes obvi ou sly .W hen R w as equal to 5,the m ax i m um B ET specific su rface area and po re vo lum e w h ich w ere ob tained by KOH activati on m ethod are 2939m 2g -1and 1143c m 3g -1,respectively .T he m icropo res’p ercen tage of the sam p les w h ich ob tained by KOH activati on m ethod have little changes ,and the m ax i m um B ET specific su rface area and po re vo lum e ofthe sam p les are 1098m 2 g and 0153c m 3g ,resp ectively .Key words :activated carbon ;chem ical activati on ;sp ecific su rface area ;su rface chem istry收稿日期:2007-11-28基金项目:国家自然科学基金(50672025)作者简介:谢应波(1982-),男,重庆人,博士研究生,主要从事超级电容器炭电极材料的研究。

微波加热烟杆氢氧化钾活化法制备活性炭的研究

71 14
1211 31
61 1
141 68
631 98
21 4
21 23
D 1 2 3
38241 85 521 0
831 51
38681 70 521 5
771 44
37581 55 511 0
811 93
40611 35 661 0
821 94
9561 21
131 0
201 88
行活化 ,活化结束后采用 50 mL 体积分数为 20 %的盐酸溶液进行酸洗 ,然后漂洗 ,直至物料的 p H 值达到 7 ,再在 120 ℃下烘干 2 h ,最后粉碎得到活性炭。 11 3 活性炭的表征
活性炭的碘吸附值按 GB/ T 124961 8 - 1999 测定 , 亚甲基蓝吸附值按 GB/ T 124961 10 - 1999 测定。
表2 Tab1 2
极差分析结果 Range analysis results
水
A
B
C
平 1 2 3 1 2 3 1 2 3
K Ⅰ 35401 15 411 5
961 89 36401 11 431 0
1071 06 37311 29 531 0
9901 32
131 1
251 81
9391 64
121 8
271 31
10151 34 161 5
241 65
751 70
31 8
61 44
张利波等 :微波加热烟杆氢氧化钾活化法制备活性炭的研究/ 2006 年第 2 期
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从图 3 可以看出 ,该活性炭的孔径分布比较集中 , 在 01 4 ～ 100 nm 范围内 , 微孔占 911 71 %、中孔占 41 67 %、大孔占 31 62 %。 21 3 活性炭微观结构的观察

开心果壳基活性炭的制备及其吸附性能研究

开心果壳基活性炭的制备及其吸附性能研究揭楚玉1黄齐林2王世粉1张春浩1李旭1杨菊芳1许原汇1李欣1曾艳萍1*（1玉溪师范学院化学生物与环境学院，云南玉溪653100；2云南警官学院云南省刑事科学技术重点实验室，云南昆明650223）摘要本文以开心果壳为原料，采用化学活化法制备开心果壳基活性炭。

将干燥的开心果壳在450℃管式炉炭化4h，将活化剂KOH和炭化后的开心果壳粉按照质量比1∶1混合研磨，在800℃条件下活化2h制备活性炭。

采用傅里叶变换红外光谱仪表征活性炭表面官能团，并研究了pH值、亚甲基蓝初始浓度、温度及吸附时间对开心果壳基活性炭吸附亚甲基蓝的影响。

结果表明，开心果壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附效果良好，Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学方程能较好地拟合吸附过程，开心果壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附反应为吸热反应，自发进行。

关键词开心果壳；活性炭；亚甲基蓝；吸附机理中图分类号TQ424.1文献标识码A文章编号1007-5739（2023）13-0158-06DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.13.040开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Preparation and Adsorption Properties of Pistachio Shell-based Activated Carbon JIE Chuyu1HUANG Qilin2WANG Shifen1ZHANG Chunhao1LI Xu1YANG Jufang1XU Yuanhui1LI Xin1ZENG Yanping1*(1School of Chemical Biology and Environment,Yuxi Normal University,Yuxi Yunnan653100;2Yunnan Provincial Key Laboratory of Forensic Science,Yunnan Police College,Kunming Yunnan650223)Abstract In this paper,pistachio shell was used as raw material,and pistachio shell-based activated carbon was prepared by chemical activation method.In order to prepare activated carbon,the dry pistachio shells were carbonized at450℃for4hours in a tube furnace,activator KOH and carbonized pistachio shell were mixed and ground according to the mass ratio of1∶1,and then activated at800℃for2hours.Fourier exchange infrared spectroscopy was used to characterize the surface functional groups of activated carbon.The effects of pH value,initial concentration of methylene blue,temperature and adsorption time on the adsorption of methylene blue by pistachio shell-based activated carbon were studied.The results showed that the adsorption effect of pistachio shell-based activated carbon on methylene blue was good,and the Langmuir adsorption isotherm model and pseudo-second-order adsorption kinetic equation could fit the adsorption process well.The adsorption reaction of pistachio shell-based activated carbon on methylene blue was endothermic and spontaneous.Keywords pistachio shell;activated carbon;methylene blue;adsorption mechanism基金项目云南省地方本科高校基础研究联合专项项目（2017FH001-022，2018FH001-117）；云南省教育厅科学研究基金项目（2019J0737，2023J0996）；公安部重点实验室开放课题（2019DPKF02）；玉溪师范学院大学生创新创业训练计划项目（2019B63，202011390004，202111390037，202011390032，202011390033，2020B67，2021A022）。

KOH活化法制备活性碳及其应用研究

关键词：活性碳；吸附；比表面积中图分类号：０６１１．４文献标志码：Ａ文章编号：１６７２— ８５１３（２０１７）０３— ０２０２— ０４
活性碳是一类具有丰富的比表面积和丰富的
ｈｔｔｐ：／／ｘｂ．ｙｎｎｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＫｏＨ活化法制备活性碳及其应用研究
何沛，刘志华，向能军，尤俊衡，刘春波，汪正良，唐怀军
（１．云南中烟技术中心云南省烟草化学重点实验室，云南昆明６５０２３１；
果证明活化后的活性碳材料含有丰富的微孔结构，孔径约为３．５ｎｍ．利用此类活性碳材料对卷烟主流烟气成分进行吸附实验，ＫＯＨ活化的活性碳对烟气中有害成分表现出更好的吸附
性能．
２．云南民族大学民族地区矿产资源综合利用重点实验室，云南昆明６５０５００）
摘要：以滇朴为碳源，通过化学活化法成功制备出高性能的活性碳材料．并对其结构、形貌及
性能进行了表征．ＳＥＭ照片结果表明，利用ＫＯＨ活化而得到的活性碳材料仍然保留了滇朴的纤维结构．通过ＫＯＨ活化处理，活性碳材料中存在大量的芳香环，石墨微晶结构变多．ＢＥＴ结
马弗炉中干镏２ｈ，得焦炭样品（编号Ｃ１）．向此样

KOH活化废弃麻制备活性炭及其结构表征

护下对废弃麻绳干馏，化温度为３０～５炭５４０℃ ，却后研磨，即得制备活性炭的麻炭原料（Ｃ）冷Ｌ．
１３混合料的活化．
将麻炭原料（Ｃ）活化剂ＫＨ按一定碱炭比混合，研磨后放入管式电阻炉中，在０１ＬｍｎＬ与Ｏ．／ｉ
仪．上海电炉有限公司生产的ＹＦ１Ｑ２Ｃ型管式电阻炉．ＦＫ２一６
１２废麻纺品的炭化．
将废旧麻绳洗净、晾干，８经０～１０ｃ干燥后置于管式电阻炉中，Ｎ气（速为０２ｌｉ）０ｌＣ在流．Ｍｍｎ保
活性炭是一种多孔性炭吸附材料，有高度发达的孔隙结构、巨大的表面积、优良的吸附性能和具稳定的化学性质，广泛应用于化工、保、食品、医药以及国防等领域 ¨ ．通常活性炭的原料为煤环
炭、果壳和树木等，随着不可再生资源的枯竭，使人们不得不寻找替代资源．我国是麻制品生产但迫大国，量居世界第一位．每年会有大量废弃的麻制品，如麻袋、麻绳、麻席以及工业废弃的下脚料产
建设项目（准号：Ｂ０）批６４和教育部生态纺织重点实验室项目（准号：Ｃ－Ｆ２０・资助．批ＥＯＫ－０７１０）联系人简介：承愚，男，士，教授，主要从事超临界流体技术在环境工程中的应用．Ｅｍａ：ｃｅｇｕｄｕｅｕｃ马博副 — ｉｍａｈｎｙ＠ｈ．ｄ．ｎｌ

废弃木料制备活性炭的试验研究

废弃木料制备活性炭的试验研究作者：冷富荣来源：《数码设计》2017年第07期摘要：活性炭产值巨大，对国民经济发展具有重要作用。

我国废弃木料数量庞大，进行合理有效的利用十分重要。

因此，为了提高资源利用效率，本文将废弃木料作为原料，采用水蒸气活化的方法制备活性炭，同时研究活化温度、活化时间及水流量对活性炭得率及活性炭吸附性能的影响。

实验表明，当活化温度为800℃，活化时长为30min，水流量为1mL/min时，活性炭产量相对较高为13.16wt%，所得活性炭的碘值和亚甲基蓝吸附值相对最高分别为819 mg ﹒g-1和105 mg﹒g-1，比表面积为636.04 m²/g。

关键词：废气木材；水蒸气活化；活性炭中图分类号：TQ424 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）07-0123-03Experimental Study on the Preparation of Active Carbon by Waste WoodLENG Furong*（Everbright Environmental Research Institute （NanJing） Limited， Jiangsu Nanjing，211100， China）Abstract：Active carbon plays an important role in the development of national economy. The quantity of waste wood in our country is huge， and the effective utilization of waste wood is very important. In order to improve resource utilization efficiency， this work adopted waste wood as raw material to prepare active carbon through the method of steam activation. The effects of activation temperature， activation time and steam flow rate on the yield and adsorption properties of activated carbon were studied. The experiment revealed that the optimized conditions of the waste wood activated carbon preparation were obtained， as the activation temperature， activation time and steam flow were 800℃， 30 min and 1mL/min respectively. With the optimized condition ，the yield of active carbon was 13.16wt%， the iodine value and methylene blue adsorption number were 819 mg﹒g-1and 105 mg﹒g-1 respectively，and the surface area was 636.04 m²/g.Keywords：waste wood； steam activation； active carbon引言活性炭具有发达的多孔结构，优异的吸附性能，较高的机械强度等优点，被广泛应用于环保、食品、医药、化工等领域，涉及到数万亿元工业产值[1]。

KOH共热法和水热活化法制备多孔竹活性炭的比较

林业工程学报，２０２４，９（２）：７７－８３ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２３０２０１６收稿日期：２０２３－０２－２４㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－１１－２４基金项目：福建省自然科学基金（２０２１Ｊ０１１３１０４２）；福建省科技厅工业引导性（重点）项目（２０１８Ｈ０００６）；福建省中青年教师教育科研项目（ＪＡＴ２００１０１）㊂作者简介：童文瑄，男，研究方向为生物质材料㊂通信作者：周吓星，女，副教授㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｔａｒ１１１１０８１８＠１６３．ｃｏｍＫＯＨ共热法和水热活化法制备多孔竹活性炭的比较童文瑄１，梁新鑫１，周吓星１，２∗，黄方１，２，陈礼辉１，２，牛敏１（１．福建农林大学材料工程学院，福州３５００００；２．国家林业和草原局植物纤维功能材料重点实验室，福州３５００００）摘㊀要：我国竹材资源丰富，以竹废料为原料，制备可用于超级电容器电极材料的竹活性炭，有助于推动竹产业发展，助力国家双碳目标实现㊂在本研究中，分别采用ＫＯＨ共热和水热处理对竹粉进行活化，并对制备的竹活性炭进行电化学性能㊁比表面积㊁表面微观形貌等测试㊂实验结果表明，ＫＯＨ共热活化法的最佳条件为炭化温度３５０ħ，活化温度９００ħ，升温速率２ħ／ｍｉｎ，碱炭质量比４ʒ１；制备的活性炭比表面积为３２９９ｍ２／ｇ，０．５Ａ／ｇ电流密度下的比电容为２８７．８Ｆ／ｇ，５０００次充放电测试后，电容保持率为９５％１０５％㊂水热活化法的最佳条件为ＫＯＨ质量分数２０％，反应温度１５０ħ，反应时间１２ｈ，制备的活性炭比表面积为１９２．９１ｍ２／ｇ，０．５Ａ／ｇ电流密度下的比电容为１７０．４Ｆ／ｇ，电容保持率为８８．８９％㊂２种方法制备的活性炭孔径结构都是以微孔为主，中孔混合分布，含有少量大孔；２种活性炭均含有双层或多层石墨烯结构，但水热活化法制备的活性炭石墨化程度更高，制备条件更温和㊂研究结果既可为超级电容器用活性炭的研究提供了理论思路，也有效地扩展了竹材的应用领域㊂关键词：竹粉；活性炭；ＫＯＨ共热活化法；水热活化法；超级电容器；电化学性能中图分类号：ＴＳ７２１㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２４）０２－００７７－０７ＣｏｍｐａｒａｔｉｏｎｏｆｐｏｒｏｕｓｂａｍｂｏｏａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｕｓｉｎｇＫＯＨｃｏ⁃ｔｈｅｒｍａｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓＴＯＮＧＷｅｎｘｕａｎ１，ＬＩＡＮＧＸｉｎｘｉｎ１，ＺＨＯＵＸｉａｘｉｎｇ１，２∗，ＨＵＡＮＧＦａｎｇ１，２，ＣＨＥＮＬｉｈｕｉ１，２，ＮＩＵＭｉｎ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＦｕｊｉａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５００００，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｌａｎｔＦｉｂｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳｔａｔｅＦｏｒｅｓｔｒｙａｎｄＧｒａｓｓｌａｎｄＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｆｕｚｈｏｕ３５００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｉｎａｉｓｉｎｄｅｅｄｒｉｃｈｉｎｂａｍｂｏｏｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｗｈｉｃｈｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｆａｓｔ⁃ｇｒｏｗｉｎｇ，ｌｏｗ⁃ｃｏｓｔ，ａｎｄｂｉｏｄｅｇｒａｄａ⁃ｂｌｅ．Ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍｂａｍｂｏｏｗａｓｔｅｓｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ，ｗｈｉｃｈｈｅｌｐｓｔｏｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｂａｍｂｏｏｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｔｏｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｇｏａｌｏｆｔｈｅＤｕａｌ⁃Ｃａｒｂｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｂａｍｂｏｏｐｏｗｄｅｒｗａｓａｃｔｉｖａｔｅｄｂｙＫＯＨｃｏ⁃ｈｅａｔｉｎｇａｎｄｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ，ａｎｄｓｕｒｆａｃｅｍｉｃｒｏ⁃ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｂａｍｂｏｏａｃｔｉ⁃ｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓｗｅｒｅｅｘａｍｉｎｅｄ．ＴｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｔｈｅａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｅｓｅｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｗａｓａｌｓｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＢｒｕｎａｕｅｒ，ＥｍｍｅｔｔａｎｄＴｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），Ｘ⁃ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ａｎｄＲａｍｏｎａｎａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＫＯＨｃｏ⁃ｈｅａｔｉｎｇａｃｔｉｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｔｈｅｃｈａｒｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ３５０ħ，ａｃｔｉｖａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ９００ħ，ｈｅａｔｉｎｇｒａｔｅｏｆ２ħ／ｍｉｎ，ａｎｄｔｈｅＫＯＨｔｏｃｈａｒｃｏａｌｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆ４ʒ１．Ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｗａｓ３２９９ｍ２／ｇ，ａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｗａｓ２８７．８Ｆ／ｇａｔａｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｏｆ０．５Ａ／ｇ，ａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｗｅｒｅ６．９４Ｗｈ／ｋｇａｎｄ１２５０Ｗ／ｋｇ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｒｅｔｅｎｔｉｏｎｗａｓ９５％－１０５％ａｆｔｅｒ５０００ｃｙｃｌｅｓｏｆｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｔｅｓｔｓ．ＴｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅＫＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆ２０％，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ１５０ħ，ａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆ１２ｈ．Ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｗａｓ１９２．９１ｍ２／ｇ，ａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｗａｓ１７０．４Ｆ／ｇａｔａｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｏｆ０．５Ａ／ｇ．Ｔｈｅｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｗｅｒｅ１．８８Ｗｈ／ｋｇａｎｄ２５０Ｗ／ｋｇ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｒｅｔｅｎ⁃ｔｉｏｎｗａｓｏｎｌｙ８８．８９％．Ｔｈｅｐｏｒｅｓｉｚｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂｏｔｈａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓｗａｓｄｏｍｉｎａｔｅｄｂｙｍｉｃｒｏｐｏｒｅｓｗｉｔｈａｍｉｘｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｍｅｓｏｐｏｒｅｓ，ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｓｍａｌｌｎｕｍｂｅｒｏｆｍａｃｒｏｐｏｒｅｓ，ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇｔｏｆａｃｉｌｉｔａｔｅｔｈｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｌｙｔｅｉｏｎｓｉｎｔｈｅｓａｍｐｌｅｓ．Ｂｏｔｈａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｅｓｅｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｃｏｎｔａｉｎｅｄｂｉ⁃ｏｒｍｕｌｔｉ⁃ｌａｙｅｒｇｒａｐｈｅｎｅ林业工程学报第９卷ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｕｔｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＫＯＨｃｏ⁃ｈｅａｔｉｎｇａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｗａｓｂｅｔｔｅｒ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｃａｒｂｏｎｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｉｌｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｈａｄａｈｉｇｈｅｒｄｅｇｒｅｅｏｆｇｒａｐｈｉｔｉ⁃ｚａｔｉｏｎａｎｄｌｏｗｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｍｏｒｅｏｒｄｅｒｅｄ，ｔｈｕｓｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅａｇｅｎｔ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｎｏｔｏｎｌｙｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｉｄｅａｓｆｏｒｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｆｏｒｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ，ｂｕｔａｌｓｏｅｆ⁃ｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅａｄｄｅｄｖａｌｕｅａｎｄｅｘｐａｎｄｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｓｏｆｂａｍｂｏｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｍｂｏｏｐｏｗｄｅｒ；ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ；ＫＯＨｃｏ⁃ｈｅａｔｉｎｇ；ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ；ｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ㊀㊀作为一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能装置，超级电容器具有电容量大㊁比功率大㊁循环寿命长㊁循环效率高㊁对环境友好等特点，是一种很有发展前景的绿色能源储存装置㊂我国竹材资源丰富，但竹材利用率低，竹产品附加值不高，而以竹材为原料制备孔隙结构丰富的竹活性炭并代替碳纳米管［１－２］㊁石墨烯［３］等炭材料作为超级电容器电极材料，具有良好的经济效益和生态效益［４］㊂活性炭的比表面积㊁孔径分布等表面孔隙结构是影响其电化学性能的主要因素，对竹材进行活化是制备竹活性炭的关键步骤㊂ＫＯＨ是常用的活化剂之一，根据活化条件不同可分为ＫＯＨ共热活化法和ＫＯＨ水热活化法㊂Ｚｈａｎｇ等［５］以竹材为原料，２００ħ热解１ｈ，７００ħ下热解３ｈ，待炭化过程完成后，与ＫＯＨ按碱炭质量比３ʒ１混合，在７００１０００ħ下活化３ｈ，结果表明，９００ħ活化制备的竹活性炭性能最好，比表面积为２２２１．１ｍ２／ｇ，在０．５Ａ／ｇ电流密度下的比电容为２９３Ｆ／ｇ㊂Ｚｅｑｕｉｎｅ等［６］㊁Ｆａｒｍａ等［７］和Ｙａｎｇ等［８］以ＫＯＨ为活化剂，先炭化再活化制备的竹炭纤维在０．４Ａ／ｇ电流密度下的比电容最高可达到５１０Ｆ／ｇ，制备的炭气凝胶在２０Ａ／ｇ电流密度下的比电容依然达１２０Ｆ／ｇ㊂水热活化法则是利用水热环境产生的高温高压条件，生物质发生快速脱水㊁脱羧㊁聚合等反应，改变生成炭材料的表面性能和结晶结构，随后进行二次炭化或活化处理进一步改善水热炭的表面形貌和孔隙结构㊂Ｚｈａｎｇ等［９］将竹屑与３ｍｏｌ／ＬＫＯＨ溶液混合，１７０ħ下水热反应６ｈ，在８００ħ下热解１ｈ，制得的活性炭比表面积为２３３７ｍ２／ｇ，平均孔径为０．８ｎｍ，０．１Ａ／ｇ电流密度下的比电容为２１２Ｆ／ｇ，１Ａ／ｇ的电流密度下，循环１０００次后电容保持率为９６％㊂Ｋｈｕｏｎｇ等［１０］以毛竹为原料，在２００ħ下水热反应２．５ｈ后，以ＣＯ２为活化剂，９００ħ活化１．５ｈ，制备的活性炭比表面积为２１５０ｍ２／ｇ，在１０ｍＡ／ｇ电流密度下的比电容为１６０Ｆ／ｇ㊂基于上述研究，依然存在制备过程烦琐及产品性能较差等情况，因此有待进一步探究㊂笔者以毛竹废弃物为原料，比较了ＫＯＨ共热活化法和ＫＯＨ水热活化法制备竹活性炭的性能差异，研究了反应温度㊁反应时间㊁原料配比等参数对竹活性炭电化学性能的影响，阐明了竹活性炭表面孔隙结构㊁化学特性与其电化学性能的内在关系，以期为竹生物质炭的高效制备提供理论和数据依据㊂１㊀材料与方法１．１㊀试验材料竹废料为２年生毛竹，取自福州市闽侯县林场；ＫＯＨ（分析纯），购自国药集团化学试剂有限公司；聚偏二氟乙烯（ＰＶＤＦ），购自苏州翼隆晟能源科技有限公司；Ｎ⁃甲基吡咯烷酮（ＮＭＰ），购自天津市致远化学试剂有限公司㊂１．２㊀竹活性炭的制备将２年生毛竹去青去黄，剪为约１ｃｍˑ１ｃｍˑ５ｃｍ（长ˑ宽ˑ高）尺寸大小的竹条，水洗去除表面灰尘，在１０５ħ下干燥２４ｈ后磨粉过４０目筛（孔径０．４２５ｍｍ）㊂称取一定质量的竹粉，放入管式电阻炉中，在Ｎ２氛围保护下加热１ｈ，得到竹炭前驱体（ＢＣＰ）㊂将称取质量后的ＢＣＰ转移至研钵中，按一定碱炭质量比例与ＫＯＨ研磨并混合，使用镍舟盛放混合后的竹炭并将其转移至管式炉中，在Ｎ２氛围保护下加热１ｈ，其中竹粉炭化过程与ＫＯＨ活化过程的升温速率保持一致㊂待反应完成后，将镍舟中的活性炭转移至２５０ｍＬ烧杯，加入１００ｍＬ去离子水，使用磁力搅拌器搅拌３０ｍｉｎ，随后进行抽滤㊁固液分离，并使用去离子水和乙醇洗涤至滤液呈中性㊂将抽滤得到的固体放入鼓风干燥箱８０ħ下干燥１２ｈ，得到ＫＯＨ共混活化法制备的竹活性炭（ＢＡＣ），记为ＢＡＣ⁃ＺＪ⁃Ｘ（Ｘ＝１１６）㊂采用４因素４水平正交试验，影响因素分别为炭化温度（３５０，４００，４５０和５００ħ）㊁活化温度（６００，７００，８００和９００ħ）㊁升温速率（２，３，４和５ħ／ｍｉｎ）㊁碱炭质量比（１ʒ１，２ʒ１，３ʒ１和４ʒ１）㊂称取１０ｇ竹粉放入１００ｍＬ聚四氟乙烯内衬中，再向其中加入６０ｍＬ一定质量分数的ＫＯＨ溶８７㊀第２期童文瑄，等：ＫＯＨ共热法和水热活化法制备多孔竹活性炭的比较液，将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢反应釜中，密封后置于鼓风干燥箱，在不同温度下反应不同时间，得到的棕黄色产物用去离子水和乙醇洗涤至滤液无色后，于１０５ħ烘干１２ｈ，记为ＨＣ㊂将ＨＣ放入刚玉坩埚中置于管式炉内，Ｎ２作为保护气，以２ħ／ｍｉｎ的升温速率加热至９００ħ，保温１ｈ，将热解后的产物用去离子水和乙醇洗涤至滤液无色后，于８０ħ烘干１２ｈ，得到黑色水热活性竹炭，记为ＨＡＣ⁃Ｎ／Ｗ／Ｓ（Ｎ㊁Ｗ㊁Ｓ分别为ＫＯＨ质量分数㊁反应温度㊁反应时间）㊂采用单因素法进行实验，影响因素分别为ＫＯＨ质量分数（０％，１０％，２０％和３０％）㊁水热反应温度（１２０，１３５，１５０和１６５ħ）和水热反应时间（１０，１２，１４和１６ｈ）㊂１．３㊀竹活性炭的表征使用ＳＵ８０１０型场发射扫描电子显微镜（ＳＥＭ，日本Ｈｉｔａｃｈｉ）对活性炭试样微观形貌进行观察；采用ＡＳＡＰ２４６０比表面及微孔吸附仪（美国Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ）测试试样比表面积；使用Ｈ⁃１２型Ｘ射线粉末衍射仪（ＸＲＤ，日本可乐丽株式会社）对样品进行ＸＲＤ表征；通过ＩｎｖｉａＲｅｆｌｅｘ拉曼光谱仪（Ｒａｍａｎ，英国Ｒｅｎｉｓｈａｗ）对试样化学结构进行表征㊂１．４㊀竹活性炭的电化学性能测试称取竹活性炭１５ｍｇ，按照ｍ（竹活性炭）ʒｍ（ＰＶＤＦ）ʒｍ（炭黑）＝８ʒ１ʒ１称取ＰＶＤＦ和炭黑，将称取好的固体转移至研钵中，滴加５７滴ＮＭＰ，研磨至黏稠状㊂将泡沫镍裁剪成２ｃｍˑ１ｃｍ（长ˑ宽）方块，压成薄片称质量，质量记为ｍ１㊂将研磨好的固液混合物涂抹在泡沫镍上，涂抹面积为１ｃｍˑ１ｃｍ（长ˑ宽），然后放入８０ħ鼓风干燥箱中干燥２４ｈ㊂干燥好的电极片称质量，质量记为ｍ２，随后装于密封袋备用㊂按上述方法将活性物质㊁ＰＶＤＦ㊁炭黑混匀研磨，涂抹在直径１４ｍｍ的泡沫镍圆片上，烘干后选取２片负载活性物质量相近的泡沫镍作为正负极，以６ｍｏｌ／ＬＫＯＨ为电解液，纤维素薄膜为隔膜，组装成纽扣形电容器㊂以６ｍｏｌ／ＬＫＯＨ溶液作为电解液，银⁃氯化银电极为参比电极，Ｐｔ电极为对电极，组成三电极体系，对炭材料进行循环伏安扫描（ＣＶ）㊁恒电流充放电（ＧＣＤ）㊁交流阻抗测试（ＥＩＳ）和循环性能测试㊂循环伏安测试的电势窗口为－１０Ｖ，扫描速率为５１００ｍＶ／ｓ，恒流充放电测试的电流密度为０．５１０．０Ａ／ｇ，交流阻抗测试的振幅为５ｍＶ，频率为０．０１１００．００ｋＨｚ㊂２㊀结果与分析２．１㊀活性炭制备工艺确定ＫＯＨ共热法制备工艺参数对竹活性炭比电容的影响见图１㊂由图１ａ和ｂ可知，随着炭化温度的升高，材料的比电容逐渐下降；随着活化温度的升高，材料的平均比电容呈逐渐上升的趋势，当活化温度为９００ħ时，达到最大值１８５．９Ｆ／ｇ㊂这是因为随着活化温度的增加，活性炭与ＫＯＨ发生反应生成的Ｋ和Ｋ２ＣＯ３逐渐转化为气态逸出，对材料的刻蚀扩孔效果增加，使制备的活性炭孔隙结构更丰富，有利于电解液的通过和存储［４］㊂随着升温速率的增加，材料的比电容先减小后增大，升温速率为２ħ／ｍｉｎ时，材料的比电容最大，达到１８５．２Ｆ／ｇ（图１ｃ）㊂随着碱炭比的增加，材料比电容逐渐增大，当ＫＯＨ和Ｃ质量比为４ʒ１时，达到最大值１９１．５Ｆ／ｇ（图１ｄ）㊂这是由于ＫＯＨ质量的增加导致活性炭中被ＫＯＨ刻蚀的量增大，从而使孔效果增大㊂由正交试验结果可知，ＫＯＨ共热法制备活性炭的最佳方案是：炭化温度３５０ħ，活化温度９００ħ，升温速率２ħ／ｍｉｎ，碱炭质量比４ʒ１，在此条件下制备试样记为ＢＡＣ⁃ＺＹ㊂水热活化法中各工艺参数对竹活性炭比电容的影响见图１ｅｆ㊂随着ＫＯＨ质量分数的增加，活性炭的比电容先增加后减小，ＫＯＨ质量分数为２０％时，活性炭的比电容达到最高；同样的趋势也发生在水热反应时间和温度对活性炭的影响中，水热反应时间为１２ｈ㊁水热反应温度为１５０ħ时，制备的活性炭电化学性能最好㊂这是因为ＫＯＨ溶液在高温高压条件下会对竹材的结构产生刻蚀作用，这种刻蚀作用随着ＫＯＨ质量分数以及反应温度和时间的增加而增强，从而改变了活性炭的孔隙结构㊂由单因素实验结果可知，ＫＯＨ水热活化法制备活性炭的最佳方案是：ＫＯＨ质量分数２０％，水热反应温度１５０ħ，水热反应时间１２ｈ，该水热活性炭记为ＨＡＣ⁃ＺＹ，与Ｚｈａｎｇ等［９］和Ｋｈｕｏｎｇ等［１０］的制备条件相比，该方法更温和㊂２．２㊀活性炭性能表征２．２．１㊀比表面积及孔隙结构分析ＢＡＣ⁃ＺＹ的比表面积为３２９９．４４ｍ２／ｇ，远远大于ＨＡＣ⁃ＺＹ的比表面积１９２．９１ｍ２／ｇ㊂ＢＡＣ⁃ＺＹ和ＨＡＣ⁃ＺＹ的总孔体积分别为２．２３３和０．１１０ｃｍ３／ｇ，其中ＢＡＣ⁃ＺＹ主要以介孔为主（介孔体积为１．９２２ｃｍ３／ｇ，微孔体积为０．３１１ｃｍ３／ｇ），而ＨＡＣ⁃ＺＹ则以微孔为主（介孔体积为０．０３２ｃｍ３／ｇ，微孔体积为９７林业工程学报第９卷３ａ）炭化温度；ｂ）活化温度；ｃ）升温速率；ｄ）碱炭比；ｅ）ＫＯＨ质量分数；ｆ）水热反应时间；ｇ）水热反应温度㊂图１㊀工艺参数对活性炭比电容的影响Ｆｉｇ．１㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｏｆｔｈｅａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ㊀㊀最佳活化条件下制备了２种活性炭，其Ｎ２吸附曲线图和孔径分布图见图２㊂从图２ａ和ｂ中可以看出，２种活性炭的Ｎ２吸附⁃脱附等温线都属于Ⅳ型等温线，在低压区（Ｐ／Ｐ０＜０．１）快速产生大量Ｎ２吸附，说明２种活性炭中都存在大量微孔；在中高压区（０．５＜Ｐ／Ｐ０＜０．９）出现Ｈ４型滞后环，说明ＢＡＣ⁃ＺＹ匀；在高压区（Ｐ／Ｐ０＞０．９）出现微弱的上扬趋势，说明材料中可能含有少量的大孔［１１－１３］，这种多级孔道结构会让材料具有更好的电化学性能，尤其是电荷储存方面㊂从图２ｃ和ｄ中可以看出２种活性炭都是以０２０ｎｍ的微孔和介孔为主，仅存在少量大孔，这种结构有助于促进电解质离子在材料中的运输能力，提高材料的电化学性能［１４］㊂ａ）ＢＡＣ⁃ＺＹ试样的Ｎ２吸附⁃脱附等温线；ｂ）ＨＡＣ⁃ＺＹ试样的Ｎ２吸附⁃脱附等温线；ｃ）ＢＡＣ⁃ＺＹ试样的孔径分布；ｄ）ＨＡＣ⁃ＺＹ试样的孔径分布㊂图２㊀活性炭试样的Ｎ２吸附⁃脱附等温线和孔径分布Ｆｉｇ．２㊀Ｎ２ｓｏｒｐｔｉｏｎ⁃ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍｓａｎｄｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＢＡＣ⁃ＺＹａｎｄＨＡＣ⁃ＺＹｓａｍｐｌｅｓ㊀㊀２种最佳活化方法制备活性炭的ＳＥＭ图片见图３㊂其中图３ａ㊁ｂ为ＢＡＣ⁃ＺＹ的表面图片，可以看出ＫＯＨ共热法制备的活性炭表面光滑，孔隙结构丰富且分布整齐，且由于高温下ＫＯＨ对活性炭的刻蚀作用，使样品出现大量内壁与外壁相连的孔隙，这种孔隙通道有利于电解液的通过，可以有效促进离子传输过程，从而使样品具有出色的电化学性能［１５］㊂ＨＡＣ⁃ＺＹ的表面图片见图３ｃ㊁ｄ，由于０８㊀第２期童文瑄，等：ＫＯＨ共热法和水热活化法制备多孔竹活性炭的比较ＫＯＨ溶液的渗透，样品的表面具有丰富的孔隙结构，且为多级孔道结构，即大孔中包含小孔㊂这种孔隙综合分布的结构可以为电解液的渗透和传输提供较短的路径，既有利于离子的快速传输从而减小材料的内阻，也有利于为样品提供一定的比表面积［１４］㊂结合图３和图２ｃｄ可以看出，２种活性炭内部均以微孔居多，同时伴随着部分大孔，因此样品具有优秀的储电性能，但可能因为共热法制备的活性炭比表面积更大，因此其电化学性能优于水热法制备的活性炭㊂ａｂ）ＢＡＣ⁃ＺＹ；ｃｄ）ＨＡＣ⁃ＺＹ㊂图３㊀ＢＡＣ⁃ＺＹ和ＨＡＣ⁃ＺＹ表面扫描电镜图片Ｆｉｇ．３㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＢＡＣ⁃ＺＹａｎｄＨＡＣ⁃ＺＹｓａｍｐｌｅｓ２．２．２㊀晶相结构和石墨化程度分析ＢＡＣ⁃ＺＹ和ＨＡＣ⁃ＺＹ样品的ＸＲＤ谱图见图４，从图４中可以看出，２种样品的ＸＲＤ曲线都出现了２个鼓包峰，其中ＢＡＣ⁃ＺＹ样品的峰位置分别为２６．０６ʎ和４２．６４ʎ，ＨＡＣ⁃ＺＹ样品的峰位置分别为２５．５８ʎ和４２．８２ʎ，皆为无定形碳的特征峰，分别对应了石墨在（００２）和（１００）晶面上的衍射峰㊂根据ＸＲＤ的结果，由布拉格公式计算可得ＨＡＣ⁃ＺＹ样品的００２晶面间距为０．１８ｎｍ，比ＢＡＣ⁃ＺＹ样品的００２晶面间距（０．３４ｎｍ）小，说明ＨＡＣ⁃ＺＹ样品的晶体结构更整齐，石墨化程度更高㊂图４㊀活性炭试样ＸＲＤ谱图Ｆｉｇ．４㊀ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓａｍｐｌｅｓ２种方法制备活性炭的拉曼谱图见图５，可见２种样品都在１３５０和１５９０ｃｍ－１附近出现了特征峰，分别对应了石墨的Ｄ带和Ｇ带振动㊂Ｄ带是由于碳原子的ｓｐ３伸缩振动引起的，反映了碳原子晶体的缺陷程度，而Ｇ带对应了ｓｐ２碳原子的面内振动［１６］，二者的峰面积之比Ｒ＝ＩＤ／ＩＧ代表了材料的石墨化程度，Ｒ值越低则代表材料的石墨化程度越高㊂从图５中可以看出，ＢＡＣ⁃ＺＹ试样的拉曼谱图中Ｇ峰强于ＨＡＣ⁃ＺＹ，经过拟合后可知，ＢＡＣ⁃ＺＹ的Ｒ值为１．５２，ＨＡＣ⁃ＺＹ的Ｒ值为１．２１，说明ＨＡＣ⁃ＺＹ的石墨化程度高于ＢＡＣ⁃ＺＹ，因此ＨＡＣ⁃ＺＹ试样内部结构有序度更高，说明温和的制备条件有利于活性炭内部石墨晶面的排列㊂但ＢＡＣ⁃ＺＹ样品在２６９０ｃｍ－１处出现了明显了Ｇᶄ峰，由于Ｇ峰和Ｇᶄ峰为石墨烯的典型特征峰，经拟合后发现ＢＡＣ⁃ＺＹ中Ｇᶄ峰和Ｇ峰的峰强度之比ＩＧᶄ／ＩＧ＝１．３４，说明ＢＡＣ⁃ＺＹ中可能含有双层或多层石墨烯结构，这种结构为ＢＡＣ⁃ＺＹ试样提供了更优异的电化学性能㊂图５㊀活性炭试样的拉曼光谱图Ｆｉｇ．５㊀Ｒａｍａｎｓｐｅｃｔｒａｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓａｍｐｌｅｓ２．２．３㊀电化学性能分析２种最优活性炭试样的电化学数据见图６，从６ａ中可以看出，ＢＡＣ⁃ＺＹ的ＣＶ曲线在低扫描速率时为近似矩形，而随着扫描速率的增加逐渐变为对称的倾斜梭形，这说明ＢＡＣ⁃ＺＹ具有良好的双电层电容性能㊂而随着扫描速率的增加，由于样品中存在大量微孔，电极被电解液浸润的程度变小，电解质离子无法充分扩散到材料微孔内部，电极的内阻增大，因此曲线会偏离矩形，逐渐形成梭形㊂而图６ｅ中ＨＡＣ⁃ＺＹ样品的ＣＶ曲线说明ＨＡＣ⁃ＺＹ样品在低扫描速率时同样具有双电层电容效应，但随着扫描速率的增加，样品逐渐发生极化现象，样品的１８林业工程学报第９卷ＣＶ曲线会逐渐偏离对称的矩形㊂由图６ｂ和ｆ可以看出，ＢＡＣ⁃ＺＹ和ＨＡＣ⁃ＺＹ样品的ＧＣＤ曲线为对称等腰三角形，表明２种样品都具有优异的双电层电容性能㊂０．５Ａ／ｇ的电流密度下，ＢＡＣ⁃ＺＹ的比电容量为２８７．８Ｆ／ｇ，而ＨＡＣ⁃ＺＹ的比电容量仅为１７０．３７Ｆ／ｇ，说明大比表面积和丰富的孔隙结构有利于比电容量的增加㊂电流密度增至１０Ａ／ｇ时，ＢＡＣ⁃ＺＹ的比电容仍有１６２．２Ｆ／ｇ，电容保持率为５６．３５％，而ＨＡＣ⁃ＺＹ的比电容为１１１．６７Ｆ／ｇ，电容保持率为６５．５４％㊂ＢＡＣ⁃ＺＹ和ＨＡＣ⁃ＺＹ的ＥＩＳ阻抗图见图６ｃ和ｇ，２种材料的ＥＩＳ曲线都可以分为两部分，分别是在高频部分的半圆弧和低频部分的一条直线，分别对应着电化学的极化和扩散㊂其中半圆弧部分在Ｘ轴上的截距代表试样的内阻（Ｒｓ），包括电解液的电阻㊁电极自身的电阻以及电极与集流体之间的接触电阻㊂半圆弧的直径代表试样的电荷转移电阻（Ｒｃｔ），低频区的直线代表Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗，直线斜率越大表示离子能更加快速地扩散到活性材料中㊂从图６ｃ和ｇ中可以看出与ＨＡＣ⁃ＺＹ的内阻Ｒ相近，但其电荷转移电阻Ｒｃｔ明显较大，因此ＨＡＣ⁃ＺＹ在电解液中具有更好的离子转移能力㊂此外，ＢＡＣ⁃ＺＹ在低频区直线部分的斜率为６．２３，而ＨＡＣ⁃ＺＹ的斜率为３．９５，说明ＢＡＣ⁃ＺＹ试样在物质传输过程中具有更快速的离子传输能力㊂这是因为多级孔道结构有助于减少电解液离子的扩散电阻，而有序的石墨化结构使样品的电阻降低，有利于电荷在样品和电解液之间的转移㊂图６ｄ为５Ａ／ｇ经过５０００次充放电循环后，ＢＡＣ⁃ＺＹ的电容保持率为９５％１０５％，表现出优异的稳定性，最大能量密度和功率密度分别为６．９４Ｗｈ／ｋｇ和１２５０Ｗ／ｋｇ㊂而图６ｈ为２Ａ／ｇ经过５０００次循环后，ＨＡＣ⁃ＺＹ的比电容保持率为８８．８９％，略逊于ＢＡＣ⁃ＺＹ，且其最大能量密度和功率密度分别为１．８８Ｗｈ／ｋｇ和２５０Ｗ／ｋｇ，远小于ＢＡＣ⁃ＺＹ㊂综上所述，本研究制备的ＢＡＣ⁃ＺＹ和ＨＡＣ⁃ＺＹ的电化学性能均优于Ｚｈａｎｇ等［１０］和Ｋｈｕｏｎｇ等［１１］制备的样品，尽管性能不如Ｚｅｑｕｉｎｅ等［６］和Ｆａｒｍａ等［７］制备的碳纤维和炭气凝胶，但制备过程更为简单，原料成本以及能源消耗更低㊂ａ）ＢＡＣ⁃ＺＹ的ＣＶ曲线；ｂ）ＢＡＣ⁃ＺＹ的ＧＣＤ曲线；ｃ）ＢＡＣ⁃ＺＹ的ＥＩＳ曲线；ｄ）ＢＡＣ⁃ＺＹ的电容保持率；ｅ）ＨＡＣ⁃ＺＹ的ＣＶ曲线；ｆ）ＨＡＣ⁃ＺＹ的ＧＣＤ曲线；ｇ）ＨＡＣ⁃ＺＹ的ＥＩＳ曲线；ｈ）ＨＡＣ⁃ＺＹ的电容保持率㊂图６㊀活性炭试样的电化学性能Ｆｉｇ．６㊀ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＢＡＣ⁃ＺＹａｎｄＨＡＣ⁃ＺＹｓａｍｐｌｅｓ２８㊀第２期童文瑄，等：ＫＯＨ共热法和水热活化法制备多孔竹活性炭的比较３㊀结㊀论本研究以毛竹废弃物为原料，比较了ＫＯＨ共热活化法和ＫＯＨ水热活化法制备竹活性炭的性能差异，研究了反应温度㊁反应时间㊁原料配比等参数对活性炭电化学性能的影响，阐明了活性炭表面孔隙结构㊁化学特性与其电化学性能的内在关系，具体结论如下：１）ＫＯＨ共热活化法可以制备出比表面积为３２９９．４４ｍ２／ｇ，孔隙结构丰富㊁电化学性能良好㊁适合作为超级电容器电极材料的竹活性炭㊂炭化温度３５０ħ，活化温度９００ħ，升温速率２ħ／ｍｉｎ，碱炭质量比４ʒ１时，制备的竹活性炭ＢＡＣ⁃ＺＹ比电容为２８７．８Ｆ／ｇ，能量密度和功率密度分别为６．９４Ｗ㊃ｈ／ｋｇ和１２５０Ｗ／ｋｇ，５０００次充放电循环后，电容保持率高达９５％１０５％㊂２）水热活化法制备条件相对温和，ＫＯＨ质量分数２０％，水热反应温度１５０ħ，水热反应时间１２ｈ时，制备的竹活性炭ＨＡＣ⁃ＺＹ的比电容为１７０．３７Ｆ／ｇ，能量密度和功率密度分别为１．８８Ｗ㊃ｈ／ｋｇ和２５０Ｗ／ｋｇ，５０００次充放电循环后的电容保持率为８８．８９％，远小于ＢＡＣ⁃ＺＹ㊂但Ｒａｍａｎ结果表明ＨＡＣ⁃ＺＹ具有更高的石墨化程度，内部结构更加有序，具有更低的电阻，可作为导电剂使用㊂３）以上２种活性炭均可作为超级电容器电极材料，这不仅为超级电容器电极材料提供了更多的原料来源，也拓展了竹材在电化学领域中的应用㊂但与其他炭材料相比，其电化学性能仍需进一步提高，后续可对竹原料进行预处理或对竹炭进行掺杂等后处理方式进一步增强其电化学性能㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＺＨＵＳ，ＮＩＪＦ，ＬＩＹ．Ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅ⁃ｂａｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒｆｌｅｘ⁃ｉｂｌｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ［Ｊ］．ＮａｎｏＲｅｓｅａｒｃｈ，２０２０，１３（７）：１８２５－１８４１．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１２２７４－０２０－２７２９－５．［２］ＡＢＤＯＬＬＡＨＩＨ，ＳＡＭＫＡＮＭ，ＭＯＨＡＪＥＲＺＡＤＥＨＭＡ，ｅｔａｌ．ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣＮＴ⁃ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｔｉｎ⁃ｏｘｉｄｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ：ＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０１８，２９（１）：７４６８－７４７９．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１０８５４－０１８－８７３８－４．［３］ＱＵＹＤ，ＺＨＡＮＧＸＹ，ＬＶＷ，ｅｔａｌ．Ａｌｌ⁃ｓｏｌｉｄ⁃ｓｔａｔｅｆｌｅｘｉｂｌｅｓｕ⁃ｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｕｓｉｎｇｇｒａｐｈｅｎｅ／ｇ⁃Ｃ３Ｎ４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃａｐａｃｉｔｏｒｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ，２０２０，５５（１）：１６３３４－１６３４６．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１０８５３－０２０－０５１５６－７．［４］益莎，杨波，杨光，等．竹产品加工剩余物有效成分的生物活性及应用研究进展［Ｊ］．生物加工过程，２０２２，２０（３）：２４４－２５０．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－３６７８．２０２２．０３．００２．ＹＩＳ，ＹＡＮＧＢ，ＹＡＮＧＧ，ｅｔａｌ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｂｉｏａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄａｐ⁃ｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｆｒｏｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｒｅｓｉｄｕｅｓｏｆｂａｍ⁃ｂｏｏｐｒｏｄｕｃｔｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｐｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，２０（３）：２４４－２５０．［５］ＺＨＡＮＧＧＸ，ＣＨＥＮＹＭ，ＣＨＥＮＹＧ，ｅｔａｌ．Ａｃｔｉｖａｔｅｄｂｉｏｍａｓｓｃａｒｂｏｎｍａｄｅｆｒｏｍｂａｍｂｏｏａｓｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈＢｕｌｌｅｔｉｎ，２０１８，１０２（１）：３９１－３９８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍａｔｅｒｒｅｓｂｕｌｌ．２０１８．０３．００６．［６］ＺＥＱＵＩＮＥＣ，ＲＡＮＡＷＥＥＲＡＣＫ，ＷＡＮＧＺ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈｐｅｒ⁃ｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｃａｒｂｏｎｉｚｅｄｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒｓｆｏｒｗｉｄｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０１６，６：３１７０４．ＤＯＩ：１０．１０３８／ｓｒｅｐ３１７０４．［７］ＦＡＲＭＡＲ，ＰＵＴＲＩＡ，ＴＡＥＲＥ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｈｉｇｈｌｙｐｏｒｏｕｓａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｂａｍｂｏｏｗａｓｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ：ＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＶｏｌｕｍｅ，２０２１，３２（６）：７６８１－７６９１．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１０８５４－０２１－０５４８６－５．［８］ＹＡＮＧＸ，ＬＩＵＸＧ，ＣＡＯＭ，ｅｔａｌ．Ｔａｉｌｏｒｉｎｇｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎａｅｒｏ⁃ｇｅｌｓｆｒｏｍｂａｍｂｏｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅｆｉｂｅｒｓｆｏｒｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｕｐｅｒｃａ⁃ｐａｃｉｔｏｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｒｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１９，２６（６）：１８５１－１８６０．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１０９３４－０１９－００７８０－４．［９］ＺＨＡＮＡＧＸ，ＣＨＥＮＨＹ，ＬＩＵＷ，ｅｔａｌ．Ｂａｍｂｏｏｃｈｏｐｓｔｉｃｋｓ⁃ｄｅ⁃ｒｉｖｅｄｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｍｉｃｒｏｔｕｂｅｓ／ｆｌａｋｅｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｏｒｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１６，１８５（１）：３５９－３６２．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍａｔｌｅｔ．２０１６．０９．０４５．［１０］ＫＨＵＯＮＧＤＡ，ＮＧＵＹＱＨＮ，ＴＳＵＢＯＴＡＴ．ＣＯ２ａｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏｒｅｓｉｄｕｅａｆｔｅｒｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｓａｎＥＤＬＣｅｌｅｃｔｒｏｄｅ［Ｊ］．ＲＳＣＡｄｖａｎｃｅｓ，２０２１，１１（１６）：９６８２－９６９２．ＤＯＩ：１０．１０３９／ｄ１ｒａ００１２４ｈ．［１１］ＭＡＣ，ＷＵＬＱ，ＭＡＨＭＵＴＤ，ｅｔａｌ．Ｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋ⁃ｂａｓｅｄｐｏｒｏｕｓｓｕｂ⁃ｍｉｃｒｏｎｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｓｆｏｒｆｌｅｘｉｂｌｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅ，２０２１，５３７（１）：１４７９１４．１－１４７９１４．１１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ａｐｓｕｓｃ．２０２０．１４７９１４．［１２］ＮＧＵＹＥＮＵＮＴ，ＬＡＭＤＶ，ＳＨＩＭＨＣ，ｅｔａｌ．Ｌｅａｆ⁃ｄｅｒｉｖｅｄｐｏｒ⁃ｏｕｓｃａｒｂｏｎｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｃａｒｂｏｔｈｅｒｍｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ，２０２１，１７１（１）：１１６－１２３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｒｅｎｅｎｅ．２０２１．０２．０３３．［１３］ＴＯＮＧＷＸ，ＨＡＵＮＧＦ，ＣＨＥＮＬＨ，ｅｔａｌ．Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅｅｎ⁃ｈａｎｃｅｄｂａｍｂｏｏａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｓｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉ⁃ｔｏｒｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｒｏｐｓ＆Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，２０２２，１８０（１）：１１４７８６．１－１１４７８６．８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｉｎｄｃｒｏｐ．２０２２．１１４７８６．［１４］ＪＡＣＫＥＬＮ，ＲＯＤＮＥＲＭ，ＳＣＨＲＥＩＢＥＲＡ，ｅｔａｌ．Ａｎｏｍａｌｏｕｓｏｒｒｅｇｕｌａｒｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ？Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙｏｎｄｏｕｂｌｅ⁃ｌａｙｅｒｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２０１６，３２６（１）：６６０－６７１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊｐｏｗｓｏｕｒ．２０１６．０３．０１５．［１５］韩尊强，钟伟婷，王堃．氮掺杂竹炭基超级电容器电极材料制备与表征［Ｊ］．林业工程学报，２０２０，５（５）：７６－８３．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０１９１２０２５．ＨＡＮＺＱ，ＺＨＯＮＧＷＴ，ＷＡＮＧＫ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ⁃ｄｏｐｅｄｂａｍｂｏｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｆｏｒｓｕｐｅｒｃａ⁃ｐａｃｉｔｏｒｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，５（５）：７６－８３．［１６］徐曼曼，李新生，黄权波，等．糠醛渣多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用［Ｊ］．林业工程学报，２０１８，３（４）：７４－８０．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０１８．０４．０１３．ＸＵＭＭ，ＬＩＸＳ，ＨＵＡＮＧＱＢ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｐｏｒｏｕｓｃａｒ⁃ｂｏｎｓｆｒｏｍｆｕｒｆｕｒａｌｒｅｓｉｄｕｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８，３（４）：７４－８０．（责任编辑㊀李琦）３８。

生物质炭制备方法研究进展

生物质炭制备方法研究进展沈泽文;刘廷凤;曹奥运;朱璇睿【摘要】随着社会经济和生产技术的不断发展，活性炭工业也在不断发展中，而在不同种的活性炭中生物质原料现在已逐渐成为活性炭原料的趋势。

文章主要对生物质活性炭的特性和制备方法进行了综述，对现有的几种制备方法———直接炭化法、物理活化法、化学活化法、物理—化学活化法和微波活化法等的活化机理进行了分析，并对生物质活性炭的今后研究方向进行了讨论。

%With the rapid development of social financial and product technology, the activated carbon industry is still developing. However, among the raw material of activated carbon, biological raw material has become the main trend. The characteristics and preparation methods of biochar were mainly summarized. The trend of the preparation of biochar was introduced. Reaction theory of several preparation method-direct carbonize method, physical activation method, chemical activation method physical-chemical activation method and microwave activation method, etc. , were analyzed. And the future research direction of biochar was discussed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】3页(P15-17)【关键词】生物质活性炭;吸附剂;综述;研究现状：进展【作者】沈泽文;刘廷凤;曹奥运;朱璇睿【作者单位】南京工程学院环境工程学院，江苏南京 211167;南京工程学院环境工程学院，江苏南京 211167;南京工程学院环境工程学院，江苏南京 211167;南京工程学院环境工程学院，江苏南京 211167【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1近年来活性炭技术兴起，原因是其具有环境效益，如改善水体环境及土壤环境、减少环境风险、“变废为宝”等。