CO2活化法制备玉米芯基活性碳及其吸附性能

杨 宁， 豆亚文， 孟龙月， 孟 万

(延边大学 a. 化学工程与工艺专业； b. 高分子材料与工程专业， 吉林 延吉 133002)

0 引 言

随着社会的不断发展，工业化水平不断提高，化石燃料的燃烧量也在不断增加， CO2排放量迅速增多[1]，导致温室效应和全球气候变暖等问题不断出现，因此降低空气中CO2含量尤为重要[2]。活性碳以其发达的孔隙结构、良好的比表面积、较好的化学稳定性、优异的吸附性能和优良的可再生性能，成为吸附CO2较为理想的材料。制备活性碳的原料一般有褐煤、木材和竹子等一次能源，较为稀少珍贵[3]。面对能源日趋减少的形式来说，用可再生生物质制备活性碳已经成为热点话题。

玉米是我国仅次于水稻的第二大粮食作物，年产量占全国粮食总产量的31%，在我国农业生产中占有非常重要的地位。近年来，玉米年产量超过2亿t，副产玉米芯超过4 000万t[4-5]。但是，一直以来，玉米芯最大的应用价值就是在农家用来烧火，实属浪费。玉米芯是一种含碳量较高的可再生生物质，用来制备活性碳不仅能解决资源浪费的问题，而且能够用来吸附CO2等废气，实现以废治废的环保理念。活性碳的制备方法主要有化学和物理活化法。物理活化法是将原料进行碳化之后，在高温下通入气体活化剂制备活性碳的一种方法[6]。与化学活化法相比，物理活化法过程简单、污染性小、不腐蚀设备、残留少[7]。常见的气体活化剂主要包括：空气、水蒸气和CO2。活化过程中，以CO2气体作为活化剂， CO2与碳发生还原反应产生CO，而CO可促使原料开孔、扩孔和产生新孔，因此活性炭有发达孔隙结构和较好的吸附性能[8-9]。……