棉秆炭吸附糠醛机理研究-农业机械学报.pdf

２０１５年５月 农 业 机 械 学 报 第４６卷 第５期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１５．０５．０２９ 棉秆炭吸附糠醛机理研究 王贤华　邓　勇　李允超　李　斌　杨海平　陈汉平 （华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，武汉４３００７４） 摘要：以不同热解温度（４００℃、６００℃、８００℃）制得棉秆炭（棉 ４００、棉 ６００、棉 ８００），研究热解温度对棉秆炭孔隙 特征与表面性质的影响，以及棉秆炭对糠醛的吸附特性。结果表明：棉 ４００表面含有大量有机基团，孔隙结构较 差；随着热解温度的提高，含氧有机成分进一步分解，棉秆炭表面酸性官能团逐渐减少，而类吡喃酮结构的碱性官 能团不断增加，孔结构得到改善；棉秆炭中氢碳摩尔比、表面酸碱官能团含量是影响其对糠醛吸附的主要因素；随 着炭化程度的提高，酸性官能团含量减少，碱性官能团含量增加，使得棉秆炭表面石墨层与糠醛分子间的π π色 散力作用增强，所以棉 ８００对糠醛脱除率最高。 关键词：棉秆炭　糠醛　表面结构　吸附 中图分类号：ＴＱ５１９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１５）０５０２０８０６ ＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＦｕｒｆｕｒａｌｏｎｔｏＣｏｔｔｏｎＳｔａｌｋＣｈａｒｃｏａｌｓ ＷａｎｇＸｉａｎｈｕａ　ＤｅｎｇＹｏｎｇ　ＬｉＹｕｎｃｈａｏ　ＬｉＢｉｎ　ＹａｎｇＨａｉｐｉｎｇ　ＣｈｅｎＨａｎｐｉｎｇ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈａｒｃｏａｌｓｗｅｒｅｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍ ｃｏｔｔｏｎｓｔａｌｋｐｙｒｏｌｙｓｉｓｉｎａｆｉｘｅｄｂｅｄｒｅａｃｔｏｒａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（４００℃，６００℃，８００℃，ｔｈｅｓａｍｐｌｅｓａｒｅｌａｂｅｌｅｄａｓＣＳ ４００，ＣＳ ６００，ＣＳ ８００， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）．Ｔｈｅｃｈａｒｃｏａｌｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｅｌｅｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｎｉｔｒｏｇｅｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ，ＢｏｅｈｍｔｉｔｒａｔｉｏｎａｎｄＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｔｔｏｎｓｔａｌｋ ｃｈａｒｃｏａｌｏｂｔａｉｎｅｄａｔ４００℃ｈａｓａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｏｒｇａｎｉｃｇｒｏｕｐｓｏｎｉｔｓｓｕｒｆａｃｅａｎｄｐｏｏｒｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｙｒｏｌｙｓｉｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｏｘｙｇｅｎｉｃｏｒｇａｎｉｃｓｉｎｃｏｔｔｏｎｓｔａｌｋｄｅｃｏｍｐｏｓｅｆｕｒｔｈｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｃｉｄｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓｏｎｃｈａｒｃｏａｌｓｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｐｙｒｏｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｂａｓｉｃｇｒｏｕｐｓ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｎｄｔｈｅｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｒｔｈｅｍｉｃｒｏｐｏｒｅｓ．ＴｈｅＨ／Ｃｍｏｌｅｒａｔｉｏ，ｓｕｒｆａｃｅａｃｉｄａｎｄｂａｓｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓｔａｌｋｃｈａｒｃｏａｌｓａｒｅｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｆｕｒｆｕｒａｌ．Ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｏｍｏｔｅｓｒｅｍｏｖａｌｏｆｆｕｒｆｕｒａｌｏｎｔｏｃｏｔｔｏｎｓｔａｌｋｃｈａｒｃｏａｌ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆ ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅ，ｔｈｅｂａｓｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓｉｎｃｒｅ