收 稿 日期 ：０ ９０ ．８ 基 金 项 目 ： 庆 工 商 大 学 青 年 基 金 项 ２ ０ ．９０ ； 重 目 （８２ ０ ） 作 者 简 介 ： 桂 林 （９ ３ ）男 ， 教 授 ， 士 ， ０５０５ ； 周 １７ 一 ， 副 博
电 邮 ｕ ｃ ｇ ｉ ｎ ｏ ｕｃ ｒ。 ｐ ｚ ｕｌ ＠ｓ ｈ ． ｎ ｉ ｏ
吸 附平衡 足 够 的时 间 ， ２ ８Ｋ、 压下 达到 脱 附平 在 ９ 常 衡后 测量 天然气 脱 附量 。管线及 样 品死体 积 由天然 气测定 并 扣除 ， 炭使 用前于 ３ ３Ｋ下 脱气 ｌｈ 活性 ９ Ｏ。
实 验 称取 活 性 炭样 品 ０２ ０ 右 ，在 ４ ３Ｋ ．０ ０ｇ左 ７
１ 实 验 部 分
１１ 超 高 比表面 积活 性炭 的 制备 ．
１３ 天 然 气 脱 附 量 的 测 定 ．
采用 实验室 自建吸 附装置 ，容量 法测 定天然 气 脱 附量 。以 自制 的超 高 比表面 积活性 炭为 吸附剂 ， 在
一
以石 油焦 为 炭前 驱 材 料 ， 碎筛 选 一 定 粒度 的 粉
气 吸 附容 量法 ，测定 活 性 炭样 品的有 关 结 构参 数 。
测得 该 超高 比表 面 积 活性炭 的 比表 面 积为 ２ ７ ｍ ・ ８４ ｇ ， 分 布如 图 １ 一孔 。
５ ０
的表面 ， 多孔介质 中吸附相 天然气密 度远 高于 同压 使
下气相 主体 的密度 ， 而在较 低 的压力 下实 现高密度 从
４ Ｏ
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附剂 。以天 然气 为吸 附质 ， 考察 了杂 质气 体 对 超 高
比表 面积 活 性 炭循 环 使用 性 能 的 影 响 ， 研 究 了超 并 高 比表 面积 活 性炭 上 天 然气 脱 附 动力 学 。同 时 ， 从 理 论上 分析 了吸 附温 度对 天 然 气脱 附量 的影 响 ， 并 与 实验结 果进 行 了对 比。
天然气 的储存 。 目前所研 究 的天然 气 吸附储 存 材料 ห้องสมุดไป่ตู้
中， 碳基 吸附剂是最 具有应用 前景 的天然气 吸附储存 材料 。以活性炭为吸附剂 的 Ａ Ｇ因其 能在较低 压力（ Ｎ ３ ａ ＭＰ ）下 达到安全 、经济地储 存 天然气 的 Ｅ ＭＰ ￣ ａ ｔ 的， 已成为世界各 国研究者关 注的天然气储存技术 。 本 文 以石 油焦 为原 料 ， Ｏ 为 活化 剂 制得 比表 ＫＨ 面 积 为 ２ ７ ｇ ８ ４ ｍ ・。的超 高 比表 面积 活 性 炭 作 为 吸
吸 附天然气 （Ｎ ） Ａ Ｃ是将具 有发达孔 结构 的材料用 作 吸附剂 ， 过物理 吸附将天 然气分子 吸 附于材料孔 通
下真 空处 理 ２ｈ左右 ，以脱 除活性 炭样 品 中 的杂质
气 体 。采 用 Ａ ｔｓｒ Ｘ －４物理 吸 附仪 ， ｕｏｏｐＺ Ｆ０ 以高 纯氮 气 为吸 附介 质 、 氮作 冷 阱（７Ｋ ， 据静 态 低 温氮 液 ７ ）根
第２ 期
周桂 林 等 ： 高 比表 面积 活性炭 用 于天 然 气吸 附储 存 的研 究 超
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超 高比表面积 活性炭用 于天然气吸 附储存 的研究
周 桂 林 蒋 ， 毅 邱 发 礼 。 ，
（１．重庆 工 商 大 学 环 境 与 生物 工 程 学 院 ，重 庆 ，４ ０ ６ ０ ０ ７； ２．中 国科 学 院 成 都 有 机 化 学研 究 所 ，四川 成 都 ，６ ０ ） ０ ４ １ １
摘要 ： 以超 高 比表 面 积 活 性 炭 为 吸 附 剂 ， 天 然 气 的 吸 附 储 存 性 能 进 行 了研 究 。结 果 表 明 ， 高 比表 面 积 活 性 炭 具 有 较 强 对 超
的 循 环使 用 性 能 ， １０次 循环 使 用 后 ， 附储 存 天 然 气 的能 力 仅 下 降 ９％左 右 。 然 气 的 脱 附 量（／ ） 脱 附 时 间 （ｓ 间 满 经 ８ 吸 天 ＶｍＬ与 ｔ） ／之 足 函数 关 系 ： ＝ ４ ．Ｌ （一 ７ ， 然 气 脱 附 速 率 为 ：Ｖｄ＝ ４ ．ｈ 吸 附 压力 ＰＭＰ ） 天然 气 脱 附 量 增 加 百 分 率 （ 之 间 满 足 Ｖ １９７ ｎｔ ９ ． 天 ） ２ ｄ ／ｔ １９７ ； （ ａ与 ％）
２ 实 验 结 果 与讨 论
２１ 超 高 比表面 积 活性炭 循环 使用 性 能研 究 ．
通 常情 况下 ， 即使 将 天然气 经 过严 格 的预 处理 ， 其 中仍 含 有一定 量 的杂 质气 体 。其 中 的杂质气 体 如
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图 １ 超 高 比表 面 积 活 性炭 的 孔分 布
Ｆ ｇ １ Ｐ ｒ ｉｅ ｄ ｓｒ ｂ ｔ ｎ ｏ ｃｉ ａ ｅ ａ ｂ ｎ ｓ ｒ ｅ ｔ ｉ ． ｏ ｅ ｓ ｉｔ ｉ ｕ ｉ ｆａ ｔｖ ｔｄ ｃ ｒ ｏ ｏ ｂ ｎ ｚ ｏ
定 的吸 附温度 下通 入天 然气到 一定 的压 力 ，让 其
原料石 油 焦 与活 化剂 Ｋ Ｈ混 合 ，在一 定 的活 化温 Ｏ 度 、 化 时 间下 在惰 性 气 氛 中活 化 。冷 却 到 室 温经 活 洗涤 、 干燥 制得 超高 比表 面积 活性 炭 。
１２ 结 构 参数测 定 －
乘 幂 函数 关 系 ： ＝Ｃ Ｐ 。 ｘ “
关 键 词 ： 高 比表 面积 活性 炭 ； 附剂 ； 然 气 ； 附 储 存 超 吸 天 吸
中 图分 类 号 ： ４ ｏ６７ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：１ １ ２ ９ ２ １ ） ２ ３ 一 ４ １ ０ － １ （ Ｏ Ｏ ０ ・ ７ｏ ３ ９