制备方法对废旧轮胎热解制备的炭材料性能的影响.pdf
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1、收稿日期:基金项目:河南省科技攻关计划项目(项目编号:)作者简介:严智慧硕士生:.通信作者:杜家熙教授博士研究方向:机械系统化设计:.:./.制备方法对废旧轮胎热解制备的炭材料性能的影响严智慧徐贝贝刘恒辰冯宜鹏杜家熙(河南科技学院 机电学院河南 新乡)摘 要:采用 种不同方法对废旧轮胎热解制备炭材料即以废旧汽车轮胎粉碎物为原料分别运用直接制炭法、添加碱类一步制炭法和添加碱类二步制炭法来制备炭材料并对比研究了其性能 分析发现以碱类二步法制备的炭材料中 和 含量明显减少石墨晶格间距变大 检测发现以碱类二步法制备的炭材料中芳香环 键官能团和 键官能团得到了增强 电化学检测发现以碱类二步法制备的炭材料
2、的导电性最佳阳极峰和阴极峰最大响应电流分别为 和 综合来看采用碱类二步法制炭的效果最佳可为废旧轮胎制备炭材料技术的开发奠定基础关键词:废旧轮胎炭材料官能团导电性中图分类号:文献标志码:文章编号:()():.:第 卷 第 期 年 月 湖 北 理 工 学 院 学 报 .引言截止到 年中国的汽车保有量约为.亿辆随之而来的废旧轮胎产量逐年攀升 废旧轮胎大量堆积不仅滋生细菌污染环境还侵占土地资源 但是废旧轮胎是一种放错位置的重要资源有着“黑色黄金”之称 废旧轮胎里有着 的炭黑经过提炼可以运用到石墨、活性炭、改性剂、电池等多种领域 发 达 国 家 的 废 旧 轮 胎 利 用 率 约 为 而 我 国 的 为
3、 存 在 一 定 的 差距 废旧轮胎的传统利用方法主要是焚烧、生产胶粉、翻新、原型利用等 这些方法给环境和人类身体健康及安全带来了一些不利因素轮胎热解作为一种热处理技术是在氮气、氩气等惰性气氛下使废旧轮胎粉末受热裂解为固相、液相、气相产物的过程 其中由橡胶高分子生成的炭材料具备较高的使用价值可以重新用于轮胎的制造也可以通过活化改性制备活性炭用于化工、电池生产等领域 等将 废 旧 轮 胎 热 解 炭 材 料 同 在 温度下进行活化比表面积可达到 /与商用活性炭特性相当 等在 时用 活化热解炭材料发现 的活化效果要高于 和 目前关于对比直接制炭法、加碱一步制炭法和加碱两步制炭法对热解产物特性影响的
4、研究相对较少 因此本文拟对这 种方法进行不同温度的对比研究试验部分.试验材料与试剂将废旧汽车轮胎粉碎后筛选 目内的碎粒烘干、备用 使用 试剂(天津市北辰方正试剂厂)进行活化处理载气为高纯氮(新乡市北普特种气体有限公司)其他试验用 材 料 包 括:氧 化 铝 砂 纸(、.、.)、无水乙醇、二甲基甲酰胺溶液、铁氰化钾电解液.试验设备试验用设备包括:电子天平(梅特勒 托利多仪器上海有限公式)真空管式高温烧结炉(型合肥科晶材料技术有限公司)电热鼓风干燥箱(型天津市泰斯特仪器有限公司)射线衍射仪(德 国)电 化 学 工 作 站(型上海陈华仪器有限公司).试验方法直接制备炭材料法:将筛选后的轮胎碎粒称量烘
5、干取出 放入管式炉中载气通入管式炉中分别进行、的热解得到炭材料一步制备炭材料法:取出 烘干后的轮胎碎粒加入等量 活化剂进行热解温度同上得到炭材料二步制备炭材料法:取出 轮胎碎粒放入管式炉 预加热后取出加入等量 活化剂 温度同上 放入管式炉进行热解得到炭材料.试验安排采用 种不同方法在 种不同的温度下制备得到 组炭材料试验分组见表 表 试验分组组别直接制炭法一步制炭法二步制炭法 .产物测试分析方法采用傅里叶转换红外光谱仪分析炭材料中的官能团测试范围 压片法 采用 法分析炭材料的相组成扫描范围为 采用电化学工作站进行循环伏安测试电压范围为 .扫描速度为 /:清洗玻碳电极首先将玻碳电极在、.、.氧化
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