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第 2 期 刘 靖，等: 石莼基微/中孔复合结构活性炭的制备及性能 ·229·

起 [21,25] 。对比可知，活性炭具有醇羟基、羰基等特 2.4 扫描电镜分析
殊官能团，这些官能团具有一定亲水性，可增强石 活性炭和石莼半焦的表面形貌采用 SEM 进行
莼活性炭在液相吸附中的亲水性。 表征，结果如图 7 所示。

a、b—不同放大倍数的 AC；c—BJ
图 7 不同样品的 SEM 图
Fig. 7 SEM images of different samples

由图 7a 可以看出，活性炭表面十分粗糙，布满 经活化制备高附加值的活性炭，实现了资源的多级
褶皱，存在明显被刻蚀的迹象。由图 7b 可以更清晰 清洁高效利用；活性炭表面十分粗糙且布满孔结构，
地看见有大量的孔结构存在。图 7c 为石莼半焦的 说明 KOH 具有优良的造孔作用。
SEM 图，可以看出 BJ 表面几乎不存在孔结构。 （2）在碱炭比为 3∶1、活化时间为 45 min、
2.5 X 射线衍射分析 活化温度为 800 ℃的条件下，活性炭的碘吸附值和亚
图 8 为石莼基活性炭的 XRD 图谱。 甲基蓝吸附值均达到最大（1824.19、914.98 mg/g），
表现出优良的吸附性能。
2
（3）活性炭 BET 比表面积为 2616.3 m /g，总
3
孔容为 1.785 cm /g，平均孔径为 2.73 nm；活性炭微
孔和中孔结构丰富，为微/中孔复合结构。
（4）FTIR、SEM 和 XRD 测试表明，活性炭含
有羟基等特殊官能团，具有粗糙的孔隙表面及无定形
结构。
（5）KOH 活化海洋海藻废弃物石莼，可制备
高比表面积高吸附性能的活性炭。所制活性炭在碘
吸附、亚甲基蓝吸附实验中表现优异，可进一步探

图 8 石莼基活性炭的 XRD 图 究其在工业废水中降低化学需氧量（COD）的能力，
Fig. 8 XRD pattern of the prepared AC 也可对其进一步改性，应用于电容/电池的电极材

由图 8 可知，石莼基活性炭在 2=24.7处有一 料，提高其应用价值。
个较宽的衍射峰（完整石墨 2 为 26.0），对应于石 参考文献：
墨的(002)晶面，峰位左移代表活性炭结构存在缺
[1] Ren Nanqi (任南琪), Zhou Xianjiao (周显娇), GuoWanqian (郭婉
陷，这对其作为吸附或其他功能型材料是有利的； 茜), et al. A review on treatment methods of dye wastewater[J].
在 2=43.4处出现较弱的(100)晶面衍射峰，说明活 CIESC Journal (化工学报), 2013, 64(1): 84-94.
性炭的微晶层间结构与石墨相似，活性炭为无定形 [2] Zuo Weiyuan (左卫元), Tong Haijuan (仝海娟), Shi Bingfang (史兵
结构 [21,26] 。活性炭 XRD 图谱也出现了较多强度不一 方). Cr(Ⅵ) adsorption from aqueous solutions using activated carbon
modified with Fe [J]. Chinese Journal of Environmental Engineering
的衍射峰，衍射峰主要对应于含 K、S、Si 等元素化
(环境工程学报), 2015, 9(1): 45-50.
合物的杂质峰 [24] ，这与石莼半焦本身成分复杂相关， [3] Tian X, Ma H, Li Z, et al. Flute type micropores activated carbon
与表 1、2 结果一致。 from cotton stalk for high performance supercapacitors[J]. Journal of
Power Sources, 2017, 359: 88-96
3 结论 [4] Lu Q, Xu Y Y, Mu S J, et al. The effect of nitrogen and /or boron
doping on the electrochemicalperformance of non-caking coal-
（1）通过热解方式处理石莼，制得热解半焦再 derived activated carbonsfor use as supercapacitor electrodes[J]. New