竹炭比表面积影响因素的研究 - ICBR

1.2 试 验 方 法
1.2.1 主 要 仪 器
GSL 1600X 管 式 电 炉 , 气 流 式 干 燥 箱 , 万 分 之 一 电 子 天 平 , 测 厚 仪 , 美 国 Beckmancoulter 公
司 SA3100plus 表 面 积 及 孔 隙 分 析 仪 ( 氮 气 吸 附 原 理 )。
1.2.2 竹 炭 的 制 备
参 照 国 家 标 准 GB/T 15780-1995《 竹 材 物 理 力 学 性 质 试 验 方 法 》, 将 试 材 加 工 成 弦 向 和 纵 向 均
为 10mm 的 竹 块 , 然 后 放 置 于 气 流 干 燥 箱 在 103±2°C 条 件 下 烘 至 绝 干 , 再 放 入 管 式 电 炉 中 , 在 惰
性 气 体 保 护 下 从 室 温 以 3°C/min 升 至 285°C, 然 后 停 止 加 热 保 温 30 分 钟 , 再 以 8°C /min 加 热 到 最
终 炭 化 温 度 , 恒 定 一 段 炭 化 时 间 后 降 至 室 温 。
1.2.3 竹 炭 得 率 的 计 算
竹 炭 得 率 按 竹 炭 重 量 占 试 材 绝 干 时 重 量 的 百 分 数 计 算 , 重 复 样 品 数 为 10 个 , 取 其 算 术 平 均 值
作 为 试 验 最 终 炭 得 率 。
1.2.4 竹 炭 比 表 面 积 及 孔 径 分 布 的 测 量
将 块 状 竹 炭 磨 成 200 目 竹 粉 , 用 表 面 积 及 孔 隙 分 析 仪 进 行 测 量 , 根 据 BET 和 BJH 方 法 分 别
得 到 比 表 面 积 和 孔 径 分 布 曲 线 。
1.2.5 炭 化 温 度 对 不 同 竹 种 比 表 面 积 的 影 响
选 取 500-1500°C 温 度 范 围 内 的 7 个 水 平 温 度 , 分 别 恒 温 2h, 并 以 2 年 生 的 毛 竹 、 大 木 竹 、
绿 竹 和 雷 竹 为 研 究 对 象 , 分 别 测 得 的 比 表 面 积 和 炭 得 率 , 分 析 炭 化 温 度 对 比 表 面 积 的 影 响 。 同 时 ,
为 了 分 析 比 表 面 积 变 化 趋 势 的 原 因 , 分 别 对 各 竹 炭 样 品 进 行 了 孔 径 分 布 的 测 定 。
1.2.6 炭 化 时 间 对 不 同 竹 种 比 表 面 积 的 影 响
根 据 1.2.5 实 验 结 果 , 选 用 炭 化 温 度 为 800°C, 炭 化 时 间 分 别 定 为 0.5h,1.0h,2h,3h 和 5h
共 5 各 水 平 时 间 。 试 材 选 用 6 年 生 毛 竹 ,3 年 生 大 木 竹 、 绿 竹 和 雷 竹 。
1.2.7 竹 种 、 竹 龄 对 比 表 面 积 的 影 响
根 据 1.2.5 和 1.2.6 试 验 结 果 , 选 用 炭 化 温 度 为 800°C, 炭 化 时 间 为 2h, 测 定 不 同 竹 龄 的 竹 炭
比 表 面 积 和 炭 得 率 。 试 材 选 用 2、4、6 年 生 毛 竹 ,1、2、3 年 生 的 大 木 竹 、 绿 竹 和 雷 竹 。
2 结 果 与 讨 论
2.1 炭 化 温 度 对 不 同 竹 种 比 表 面 积 的 影 响
测 定 7 个 水 平 炭 化 温 度 下 的 比 表 面 积 如 表 1 所 示 。 根 据 表 1 数 据 得 到 图 1 和 图 2。 从 图 1 和
图 2 可 知 , 炭 化 温 度 在 800°C 时 比 表 面 积 最 大 , 炭 得 率 都 是 随 着 炭 化 温 度 的 升 高 而 降 低 , 毛 竹 的
炭 得 率 降 低 的 最 快 。 竹 炭 热 解 的 过 程 实 际 是 竹 材 中 半 纤 维 素 、 纤 维 素 和 木 质 素 逐 渐 热 解 的 过 程 ,
因 此 竹 种 炭 得 率 的 差 异 主 要 是 由 于 试 样 中 该 三 种 成 分 的 不 同 。
表 1 不 同 炭 化 温 度 下 的 比 表 面 积 和 炭 得 率
Table 1 The specific surface area and yield of the carbonization at different carbonization temperature
500°C 600°C 700°C 800°C 1000°C 1200°C 1500°C
比 表 面 积 m 2 /g 131.70 39.23 244.78 530.88 333.61 270.70 279.85
毛 竹
炭 得 率 % 33.79 33.42 32.20 26.17 25.56 22.51 14.28
大 木 竹 比 表 面 积 m 2 /g 150.65 12.22 155.40 554.79 582.38 156.63 126.08