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全球气候变暖是21世纪人类正面临的最重大环境问题,而化石燃料燃烧排放的CO2气体是造成全球气候变暖的主要原因之一。控制CO2气体的排放已成为是世界范围内能源和环境领域的重要研究方向,多种捕集CO2气体的方法不断被提出和进一步被研究。活性炭由于具有发达的孔隙结构和稳定的表面化学性质,已成为一种从烟道气中分离C02气体的高效吸附剂。本文对商用椰壳颗粒活性炭进行改性,然后进行烟道气CO2吸附实验。力求寻找到一种稳定、高吸附容量的吸附剂,为进一步研制高吸附容量的烟道气CO2吸附剂提高理论基础。本文选用商用椰壳颗粒活性炭作为载体,采用超声清洗后改性和KOH再活化后改性两种方法制备改性活性炭,并研究它们对CO2的吸附性能。利用常压热综合分析仪、比表面积和孔径分析仪、X射线衍射仪等测试方法对高吸附容量的改性活性炭进行表征分析。主要的研究结论如下:(1)在超声清洗过程中超声处理能使清洗剂在活性炭孔道中的分散效果提高,进而使得活性炭颗粒的比表面积得到提高。当超声超过120 min时,超声的空化作用会使得活性炭孔道发生坍塌,甚至其颗粒破碎,比表面积下降。(2)在活性炭进行改性过程中,搅拌时间过长会使得活性炭载体的孔道发生坍塌和颗粒破碎;超声处理相对于静置处理能使得改性剂(碳酸钾)在活性炭孔道和表面更多地附着,进而提高改性活性炭的吸附性能。当超声超过100 min时,长时间的超声空化作用会使得改性载体孔道坍塌并颗粒破碎,吸附能力下降。(3)在采用KOH再活化活性炭的过程中,根据比表面积和孔径分析仪、扫描电镜和X射线衍射仪的表征分析结果,KOH溶液在高温条件下能够对活性炭原料进行扩孔作用,使得活性炭的比表面积、孔容和平均孔径都得到提高。同时还能对活性炭孔道和表面进行一定的清洗,使得活性炭表面更加光滑。(4)经再活化时间60 min,再活化温度800 ℃后,选择粒径范围≥1.43 mm的再活化活性炭作为改性载体,在质量分数为8%的碳酸钾作为改性剂,搅拌时间30 min,超声时间100 min后得到的改性活性炭,在进行模拟烟道气C02吸附实验,得到的饱和C02吸附量最大为7.03%,即1g改性活性炭能吸附1.6 mmol的模拟烟道气中的C02气体。经过七次循环吸附脱附,改性活性炭仍保持较高稳定性和较高吸附容量。