工程科学学报，第44卷，第X期 100 (a) 100 (b) 1:t930 IIEZ 20100 EE 6EZ 9 85 168 16 000 3500 3000250020001500 1000 500 4000 3500 3000250020001500 1000 500 Wave number/cm- Wave number/cm- 100 100 (c) (d) 96 7 1老。6850 88 84 C-0H82 8F'8IEZ 80 80 400035003000250020001500 1000 500 40003500 3000250020001500 1000 500 Wave number/cm Wave number/cm 困2煤基活性炭红外光谱谱图.()原始煤基活性炭，(b)酸式改性煤基活性炭；(c)碱式改性煤基活性炭：()联合改性煤基活性炭 Fig.2 FT-IR spectra of coal-based activated carbons:(a)raw coal-based activated carbon;(b)acid modified coal-based activated carbon;(c)basic modified coal-based activated carbon;(d)combined modified coal-based activated carbon 联合改性后，其表面的极性降低 实验压力为0~5MPa的情况下，分别对4种煤基 3煤基活性炭甲烷吸附性能及分析 活性炭样品进行测定，采集瞬时压力点、平衡压力 点，吸附/解吸时间、吸附/解吸量等数据，实验所用 3.1煤基活性炭甲烷吸附性能测试 甲烷气体纯度为99.9999%，进而得到甲烷吸附量 使用3H-2000PH1型全自动高压气体吸附分 随压力的变化.煤基活性炭的甲烷吸附脱附等温 析仪，在实验基准腔与吸附腔温度设定为313.5K, 曲线如图3. n22.0F(a 18.0Fb) 16.0 18.0 14.0 12.0 16.0 10.0 tla 140 8.0 12.0 6.0 10.0 -.-Adsorption isotherm 4.0 --Adsorption isotherm 8.0 --Desorption isotherm 2.0 Desorption isotherm 6.0 0 10.0 20.030.0 40.0 50.0 0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 P/(10s Pa) P/105Pa) 24.0F(c) 20.0 280 16.0 12.0 16.0 12.0 8.0 .-Adsorption isotherm 8.0 4.0 --Adsorption isotherm Desorption isotherm 4.0 --Desorption isotherm 0 10.0 20.030.0 40.0 500 10.0 20.0 30.040.0 50.0 60.0 P/(10 Pa) P/103 Pa) 图3煤基活性炭甲烷吸脱附等温曲线.()原始煤基活性炭；(b)酸式改性煤基活性炭：(c)碱式改性煤基活性炭，（联合改性煤基活性炭 Fig.3 Adsorption-desorption isotherms of coal-based activated carbons:(a)raw coal-based activated carbon;(b)acid modified coal-based activated carbon;(c)basic modified coal-based activated carbon;(d)combined modified coal-based activated carbon 由图3可得，各等温吸附曲线形状相似，甲烷 的增大而上升，当压力达到一定时，吸附量到达最 吸附量表现为：H-N>N>1>H,即联合改性后的煤基 大值，此后随着压力的继续增大，吸附量变化很 活性炭甲烷吸附量最大，且吸附量随着吸附压力 小，与其他学者研究得出的结论相符2-2联合改性后，其表面的极性降低. 3    煤基活性炭甲烷吸附性能及分析 3.1    煤基活性炭甲烷吸附性能测试 使用 3H-2000PH1 型全自动高压气体吸附分 析仪，在实验基准腔与吸附腔温度设定为 313.5 K， 实验压力为 0～5 MPa 的情况下，分别对 4 种煤基 活性炭样品进行测定，采集瞬时压力点、平衡压力 点，吸附/解吸时间、吸附/解吸量等数据，实验所用 甲烷气体纯度为 99.9999%，进而得到甲烷吸附量 随压力的变化. 煤基活性炭的甲烷吸附脱附等温 曲线如图 3. 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 P/(105 Pa) Adsorption isotherm Desorption isotherm (a) 0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 P/(105 Pa) 0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 P/(105 Pa) 0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 P/(105 Pa) 0 10.0 12.0 6.0 8.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 Adsorption isotherm Desorption isotherm (b) Adsorbing capacity/(mL·g−1 ) Adsorbing capacity/(mL·g−1 ) Adsorbing capacity/(mL·g−1 ) 6.0 8.0 2.0 0 4.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 Adsorbing capacity/(mL·g−1 ) 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 Adsorption isotherm Desorption isotherm (c) 0 0 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 28.0 Adsorption isotherm Desorption isotherm (d) 图 3    煤基活性炭甲烷吸脱附等温曲线. (a) 原始煤基活性炭; (b) 酸式改性煤基活性炭; (c) 碱式改性煤基活性炭; (d) 联合改性煤基活性炭 Fig.3    Adsorption –desorption isotherms of coal-based activated carbons: (a) raw coal-based activated carbon; (b) acid modified coal-based activated carbon; (c) basic modified coal-based activated carbon; (d) combined modified coal-based activated carbon 由图 3 可得，各等温吸附曲线形状相似，甲烷 吸附量表现为：H-N>N>1>H，即联合改性后的煤基 活性炭甲烷吸附量最大，且吸附量随着吸附压力 的增大而上升，当压力达到一定时，吸附量到达最 大值，此后随着压力的继续增大，吸附量变化很 小，与其他学者研究得出的结论相符[23−24] . 4000 3790.96 3621.25 3725.31 3586.84 2840.12 2318.48 1733.52 1575.67 1456.05 1271.75 1034.01 876.75 548.71 2863.31 2311.73 1854.77 1701.02 1441.90 1239.33 878.20 669.27 554.14 3703.62 1878.12 1733.95 1576.45 1344.00 1043.03 823.39 669.20 445.38 3587.15 2891.43 2311.73 100 (a) (b) (c) (d) 96 92 88 84 80 76 3500 3000 2500 2000 Wave number/cm−1 Transmittance/ % 100 96 92 88 84 80 Transmittance/ % 100 96 92 88 84 80 Transmittance/ % 100 97 94 91 88 85 82 Transmittance/ % 1500 1000 500 4000 3500 3000 2500 2000 Wave number/cm−1 1500 1000 500 4000 3500 3000 2500 2000 Wave number/cm−1 1500 1000 500 4000 3789.21 3682.77 3601.12 3438.92 2750.37 2323.68 1855.18 1701.08 1576.40 1482.60 1042.92 617.39 496.53 3500 3000 2500 2000 Wave number/cm−1 1500 1000 500 图 2    煤基活性炭红外光谱谱图. (a) 原始煤基活性炭; (b) 酸式改性煤基活性炭; (c) 碱式改性煤基活性炭; (d) 联合改性煤基活性炭 Fig.2     FT-IR  spectra  of  coal-based  activated  carbons:  (a)  raw  coal-based  activated  carbon;  (b)  acid  modified  coal-based  activated  carbon;  (c)  basic modified coal-based activated carbon; (d) combined modified coal-based activated carbon · 4 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期