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Carbon:设计用于H2和CO2存储的基于核桃壳生物质的高微孔活性炭

本文使用KOH通过简单的一步碳化和化学活化制备了具有高微孔性的低成本核桃壳基碳,显示出作为非常好的CO2和H2吸附剂的潜力。通过N2和CO2吸附等温线、X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和元素分析对所得炭的物理化学性质进行了表征。活性炭AC-800的特征在于1868cm2/g的高度发达的比表面积和0.94cm3/g的高微孔含量。在0、25和40°C条件下,它在1bar下的CO2吸收量分别高达9.54、5.17和4.33 mmol/g。此外,H2储存容量在40bars时为3.15mmol/g。值得注意的是,证实了CO2和H2吸收对活性炭微孔结构的极高依赖性。AC-800对CO2/N2也表现出良好的选择性和快速的吸附动力学,在多次循环后易于再生,具有优异的循环稳定性。使用Langmuir、Freundlich、Temkin、Sips和Toth等温线方程分析了核桃壳生产的活性炭的实验等温线数据。拟合细节表明,多温度Toth方程是用数学方法表示活性炭上CO2和H2等温线的有力工具。这种活性炭的制备方法简单,捕获能力强,是一种很有前途的CO2和H2吸附剂。

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来源:Jarosław Serafin , Bartosz Dziejarski , Orlando F. Cruz Junior , Joanna Sreńscek-Nazzal,Design of highly microporous activated carbons based on walnut shell biomass for H2 and CO2 storage,Carbon 201 (2023) 633–647,https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.09.013

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