物理活化白酒糟制备多孔炭材料

李强^1,2，汪印¹，余剑¹，易彬³，杨俊³，许光文¹

1. 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室2. 中海油新能源投资有限责任公司3. 泸州老窖股份有限公司

摘 要：白酒糟是典型的富含纤维素生物质过程残渣,以水蒸气及CO2为活化剂研究了制备白酒糟多孔炭(活性炭)的各种操作条件,包括炭化温度、活化温度、活化剂流量对多孔炭样品性能的影响规律,证明了利用白酒糟制备多孔炭材料的技术可行性。基于SEM、XRD、N2吸附对材料表面和孔隙的表征,并结合制备过程气相产物的实时监测,解析了白酒糟多孔炭制备过程的活化反应历程。结果表明,低温炭化和高温活化有利于提高多孔炭对碘和亚甲基蓝的吸附,水蒸气比CO2具有更高的反应活性。制备多孔炭的比表面积和孔体积分别达到了371.6 m2/g和0.34 cm3/g,对应的碘和亚甲基蓝吸附值分别是580 mg/g和90 mg/g。同时揭示了活化反应中活化剂首先与炭化料的H、O官能团发生反应形成初级孔隙,进而和C物种反应形成石墨微晶的堆垛和层错,形成多孔结构。

关键词：白酒糟;多孔炭;物理活化;工业生物质;过程残渣;