刘海弟 李伟曼 岳仁亮 陈运法

(中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190)

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二甲苯作为最常见的有机溶剂之一被广泛应用于涂料、鞣革、制鞋、家具、电路板和制药等诸多行业中。二甲苯已经成为我国当前室内空气污染当中最常见的可挥发性有机物 (Volatile Organic Component，VOC)之一。虽然对比于苯和甲苯，二甲苯毒性较低，但长期接触，仍然可对生物体造血系统、神经系统、肝功能和生殖系统发生毒害[1-3]。此外，VOC的排放也对城市大气的灰霾污染具有相当显著的贡献[4-8]，因此制备具有较高吸附容量的二甲苯吸附材料对净化室内空气的VOC污染、降低工业过程的VOC排放都具有一定的意义。

活性炭作为吸附VOC最常见的材料已经在许多净化设备上获得了广泛应用。从以往的研究可知，活性炭的比表面和微孔孔容对二甲苯的吸附具有重大贡献。目前材料研究领域已经通过KOH活化煤粉的方法制备出了比表面接近3 000 m2·g-1的活性炭，然而该过程需要消耗大量的KOH，其KOH和煤粉的质量比例常常高于5∶1[9]；此外，KOH和煤粉的混合物需要在氮气保护中灼烧活化，导致其生产成本较高且不易规模化放大；同时加热活化过程中碳的烧损率常高于50%，这进一步提高了该制备工艺的成本，以上原因都导致KOH活化的高比表面活性炭往往被限于特殊的应用场合 (如甲烷吸附储存)[10]。

本研究采用木质颗粒活性炭为原料，配以少量KOH，用双坩埚封装，在空气气氛下灼烧活化，在避免了氮气保护灼烧工艺对设备的严格密封要求的前提下，制备出了比表面高于1 300 m2·g-1的活性炭颗粒。……