DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5. Experimentelle Ergebnisse und Diskussion
1800
Adsorbiertes Volumen V ads
[cm 3 /g]
600
500
400
300
200
S [m 2 /g]
1200
600
0 1 2 3 4 5
KOH-Anteil [wt.]
BET
QSDFT
C:KOH = 2:1
C:KOH = 1:1
C:KOH = 1:2
C:KOH = 1:3
C:KOH = 1:4
C:KOH = 1:5
alle 850°C,
15 min,
5 K /min,
2 L /min N 2
Relativdruck p/p 0
100
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Abbildung 5.107: N 2 -Isothermen für den aktivierten Anthrazit in Abhängigkeit der Massenanteile
des Kaliumhydroxids; Einschub: Abhängigkeit der Oberfläche nach BET und QSDFT
von dem verwendeten Massenanteil des Kaliumhydroxids
Als ersten charakteristischen Kennwert und für die Veranschaulichung der vorliegenden
Porosität im Material wurde für alle sechs Proben aus der Gasadsorption mit Stickstoff der
Oberflächenwert bestimmt. Die Abhängigkeit der BET-Oberfläche von dem verwendeten
Massenanteil des Kaliumhydroxids zeigt für diesen Rohstoff ein unerwartetes Verhalten. Nach
einem starken Anstieg der Oberfläche zu Beginn von 671 m 2 /g auf 1646 m 2 /g bei einem
Aktivierungsverhältnis von C : KOH = 1 : 2 [wt.], bricht die Oberfläche bei der dritten und
vierten Stufe wieder um über 100 m 2 /g ein, um letztendlich bei einem Verhältnis von
C : KOH = 1 : 5 [wt.] die gleiche BET-Oberfläche zu erreichen, wie bei einem Aktivierungsverhältnis
von C : KOH = 1 : 2 [wt.]. Bei der chemischen Aktivierung von Anthrazit erzielt ein
Massenanteil des Kaliumhydroxidpulvers von zwei oder fünf die gleichen BET-Oberflächenwerte,
die innerhalb der Versuchsreihe auch die maximal erreichbaren waren. Die Werte der
QSDFT zeigen noch deutlicher, dass nach einem starken Anstieg bis zur Aktivierung im gleichen
Massenverhältnis die Oberfläche für alle weiteren Aktivierungsstufen nahezu um einen Wert
von 1500 m 2 /g stagniert. Im Vergleich zu den Aktivkohlenstoffen aus den Koksen, bildet sich
die Porosität im Anthrazit durch die gleiche chemische Aktivierung deutlich schlechter aus.
Allerdings fanden LOZANO-CASTELLO et al. [158] leicht abweichende Ergebnisse, denn bei
ihnen führte ein Aktivierungsverhältnis von C : KOH = 1 : 4 [wt.] zu einer maximalen BET-Oberfläche
von 3290 m 2 /g mit einem Mikroporenanteil von 85 %. Allerdings lag dabei die Aktivierungstemperatur
bei 700°C und eine längere Aktivierungszeit von 1 h wurde angewendet. Für
die sechs unterschiedlichen Aktivkohlenstoffe sind die Werte des Gesamt- und Mikroporenvolumens
in Abhängigkeit der BET-Oberfläche in Abbildung 5.108 gezeigt und der Einschub
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