電石的機(jī)械活化與新型炔基碳材料的表征及應(yīng)用.pdf

1、電石(CaC2)是煤化工的重要資源，長(zhǎng)期以來(lái)，電石相關(guān)產(chǎn)業(yè)能耗高、污染嚴(yán)重、下游產(chǎn)品單一，嚴(yán)重制約了電石行業(yè)的發(fā)展。因此，研究電石的化學(xué)性質(zhì)、探索提高電石反應(yīng)活性的方法、開(kāi)發(fā)電石的高值利用新技術(shù)對(duì)于電石化學(xué)的復(fù)興以及電石工業(yè)的健康發(fā)展具有極為重要的意義。
　　本文認(rèn)為，電石巨大的晶格能是限制碳化鈣固有反應(yīng)活性的主要因素，提出了利用球磨機(jī)械力破壞電石晶格結(jié)構(gòu)、提高其反應(yīng)活性的方案，并通過(guò)其與多鹵代烴的反應(yīng)驗(yàn)證了其可行性。根據(jù)電石中的

2、炔基基團(tuán)具有碳負(fù)離子性質(zhì)的特點(diǎn)，將其分別與幾種多鹵代烴反應(yīng)，制備出了相應(yīng)的炔基碳材料。本文重點(diǎn)研究了電石與氯化橡膠和四氯化硅反應(yīng)制備的兩種碳材料（ACM-7和ACM-8）的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了SEM、TEM、BET、EA、XPS、XRD、Raman等表征。結(jié)果表明，ACM-7是一種碳含量高(82％)、比表面積較大(504m2·g-1)、石墨化程度高(R=1.24)的微/介孔材料，其中存在C(sp3)-C≡C-C(sp3)結(jié)構(gòu)單元;

3、ACM-8是一種硅摻雜炔基碳材料，具有微/介孔結(jié)構(gòu)，比表面積為570m2·g-1，C/Si原子比(4.1)接近理論比(4)，石墨化程度高(R=1.13)，結(jié)構(gòu)中存在C≡C和C-Si鍵，并含有某種類SiC材料的晶體結(jié)構(gòu)。
　　實(shí)驗(yàn)考察了炔基碳材料（ACM-1～ACM-6）對(duì)燃油中噻吩硫的吸附作用。結(jié)果表明，其對(duì)稠環(huán)噻吩硫(PASHs)有較好的吸附性能，其中，ACM-6對(duì)于模型油中DBT的吸附容量高達(dá)21.1m2·g-1，對(duì)真油中的P

4、AHs也有一定選擇性，易再生，循環(huán)使用穩(wěn)定性好。這些炔碳材料還具有良好的吸附脫汞能力，其對(duì)Hg2+的吸附主要表現(xiàn)為物理吸附，其良好的汞吸附能力主要源于其較高的比表面積和C≡C與Hg2+之間的酸堿作用。其中，ACM-7對(duì)水體中的Hg2+吸附速率快、吸附容量高(175.1mg·g-1)，脫附容易，循環(huán)利用性能穩(wěn)定。另外，本文還研究了ACM-7和ACM-8的循環(huán)伏安、恒電流充放電、循環(huán)壽命和交流阻抗等電化學(xué)性能。結(jié)果表明，ACM-7具有優(yōu)良的