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使用新的工藝技術改變活性炭中孔隙的表面和結構，對硼摻雜活性炭中氫吸附的影響研究。氫氣目前以壓縮或液化形式儲存和運輸。通過化學吸附或物理吸附在主體材料中的氫存儲作為輕型車輛的替代的，實用的和實惠的存儲技術出現(xiàn)。在金屬和化學氫化物中，氫通過共價鍵，離子鍵或金屬鍵與主體連接。因此，化學吸附是可逆的幾乎不與氫僅在高溫下或在暴露釋放到催化劑。在物理吸附，氫分子通過弱范德華力吸附在吸附劑表面上作為高密度流體。結果，氫的吸附熱相對較小，導致低的儲存容量。
盡管開發(fā)了有效的氫吸附劑的大量研究工作，但今天沒有材料符合設定的儲存目標。開發(fā)氫吸附劑的相關參數(shù)是材料的重量和體積儲存容量。到2020年，2025年和能夠達到的極限目標分別設定為0.045，0.055和0.065 kg H 2/kg(重量儲存)，0.030，0.040和0.050 kg H 2/L(用于體積存儲)。重要的是要注意，這些目標是針對完整的存儲系統(tǒng)(計算閥門，調節(jié)器，管道，材料和其他工程部件所占的質量和體積)而定義的，而不是僅針對吸附劑材料。而有可能通過物理吸附儲氫的材料是活性炭。
我們嘗試使用一種修改活性炭結構的新方法。在活性炭中摻雜硼再經過一些工藝，改變孔表面和結構。經過工藝后的活性炭吸附的水分量分別增加了18%和23%(相對于未經過工藝的樣品)，從表面積已經觀察到樣品的中度增加。先前對中等碳進行的嘗試是針對低表面積碳進行的。在這里，我們嘗試使用工藝修改硼摻雜的高表面積碳的孔結構來測試它的對氫的吸附量。
樣品制備與超臨界氫吸附
活性炭樣品由原材料與磷酸和KOH連續(xù)化學活化組成。在活化期間，在活性炭內加入磷酸在45℃的烘箱中浸泡12小時。將混合物在480℃下在氮氣環(huán)境中活化。然后用熱水洗滌燒焦的碳直至中和(pH=7)。經過一次活化后使用KOH溶液進行二次化學活化在790℃下進行，KOH與碳的比例為3：1。然后將所得材料用水(pH=7)洗滌并干燥后，通過沉積十硼烷摻雜制成活性炭。再使用體積吸附分析儀體積測量氫(99.999%純度)吸附等溫線。在T=80K和1至100巴的壓力下測量氫重量過量吸附等溫線。在將樣品在400℃和動態(tài)真空(20托)下退火2小時后測定干燥樣品質量。
我們發(fā)現(xiàn)活性炭摻雜硼經過工藝改變了表面和孔結構，引入了作為吸附氫的高能結合位點的缺陷。相對于其未改造的親本樣品，改造后的活性炭中平均結合能增加6%。此外，這種增加在低覆蓋率下更大，導致在低壓范圍中的氫存儲容量增加9%。
文章標簽：椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.推薦資訊
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