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常用儲氫方法有高壓氣態(tài)儲氫、液化儲氫、金屬合金儲氫和有機(jī)液體氫化物儲氫、炭材料儲氫等,其中炭材料主要有超級活性炭、納米碳纖維以及碳納米管等,而超級活性炭因為原料豐富、比表面積大、表面化學(xué)性能修飾、儲氫量大、解吸速度快、循環(huán)使用壽命長以及容易產(chǎn)業(yè)化受到廣泛關(guān)注。有學(xué)者利用 CO2活化模板制備多孔碳,獲得了微孔介于0.7~1.3nm、中孔介于2~4nm、比表面積2829m2·g-1、孔容2.34cm3·g-1的超級活性炭材料,其在室溫298K、中等壓強(qiáng)8MPa條件下,對氫的吸附量可達(dá)0.95%。

微波輻射再生法是采用熱再生法的原理而逐漸發(fā)展起來的活性炭再生方法?;钚蕴克降奈劫|(zhì)中大多數(shù)是強(qiáng)極性物質(zhì),它們比活性炭吸收微波的能力強(qiáng),因此可以用熱解吸的方法來再生。吸附的極性分子,由于微波輻射誘導(dǎo)而極化,相互碰撞、摩擦產(chǎn)生高熱量,從而將微波能量轉(zhuǎn)化為熱能。被吸附的水和有機(jī)分子受熱揮發(fā)和炭化,孔道重新打開,恢復(fù)吸附活性。同時,活性炭本身吸收微波而升溫,因溫度過高而燃燒,導(dǎo)致燃燒失去一部分炭,炭孔徑擴(kuò)大。 [10] 微波再生方法的特點是加熱時間短、再生效率較高,活性炭填料,同時因為加熱過程中是進(jìn)行選擇性加熱,能耗很低。然而,微波再生方法還不夠成熟,很多重要問題需要亟待解決:①微波加熱的機(jī)理研究不夠深入,需要建立模型,獲得更均勻的微波場;②微波發(fā)生器大多由家用微波爐改裝,專門的微波再生加熱裝置亟待設(shè)計和開發(fā)。

物理-化學(xué)一體化制備技術(shù)物理-化學(xué)活化法顧名思義就是結(jié)合應(yīng)用物理活化和化學(xué)活化的方法,即炭先經(jīng)化學(xué)法處理,隨后再進(jìn)一步用物理法(水蒸氣或 CO2)活化。國外研究人員通過H3PO4和CO2聯(lián)合活化法制得了比表面積高達(dá)3700m2/g 的超級活性炭,具體步驟是在85℃下先用H3PO4浸泡木質(zhì)原料,經(jīng)450℃炭化4h后再用CO2活化。將物理法和化學(xué)法聯(lián)合,利用物理法的炭化尾氣為化學(xué)法生產(chǎn)供熱,實現(xiàn)生產(chǎn)過程無燃煤消耗,同時得到物理法活性炭和化學(xué)法活性炭。

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