王文浩

(安徽机电职业技术学院 安徽芜湖 241000)

由于竹炭存在特殊的多孔结构，在环境保护、保健、医药、高新技术等领域有着潜在和广阔的应用前景[1]。炭化温度和炭化时间是两个重要的工艺参数[2-3]。但还必须控制炉内的氧气含量，形成缺氧的高温热解环境而防止竹炭自燃，使竹材在平衡氧分压(中性)或还原性高温气氛中炭化[4]。文献[4-6]研究了炉内氧分压对得炭率和结构的影响；发现随着炉内氧分压增加其得炭率下降、微孔的孔径变大。竹炭由于具有发达的孔隙结构和较大的比表面积而具有较强的吸附性能，常常被用来对污水和有害气体的净化[7-8]。然而氧含量对竹炭吸附性能的影响鲜有报道。文章通过调节进入炉内的氮气和空气流量，并采用传感器实时测定并控制炉内氧分压，研究炉内氧含量对竹材炭化后的结构及吸附性能的影响，为竹材炭化和应用提供理论依据。

1材料、设备与方法

1.1材料

竹材选用江苏溧阳市横涧乡南山竹海竹龄为4年的毛竹，取样部位离根部1m左右，试样制成100mm×35mm的长方体状。试样在120℃烘干2h后备用，每组试样取竹材300克左右。

1.2设备及试验方法

(1)热重分析。运用热重分析仪(NETZSCH STA 409PC/PG)对竹材炭化过程进行分析，升温速率为10K/min，结束温度为1300oC。

(2)竹材炭化试验设备。竹材炭化试验设备由加热系统坩埚电阻炉(W=7.5kW，t=1000℃)、控温系统(KSJ12-12)和氧气含量控制系统组成，见图1。按照图2炭化工艺进行，最终炭化温度为900℃，升温保温时间为90min，通过调节氮气和空气的比例，使不同炉次的炉内氧分压PO2分别为2.938×103、3.910×10-4、1.428×10-7、4.851×10-12和7.314×10-14进行炭化。……