金属分散调控活性炭增强氨吸附机制研究及其在氢燃料净化中的应用

本文系统研究了金属氯化物（CuCl2等）与酸改性协同增强活性炭（AC）对氢燃料中痕量氨（NH3）的吸附性能。通过优化5% Cu-H2SO4/AC吸附剂，使NH3浓度降至燃料电池标准0.1 μmol/mol以下，结合表征技术（XPS、FT-IR等）和分子模拟揭示了铜分散度对氨吸附的关键作用。

Highlight

活性炭增强氨吸附：金属分散作用机制解析

材料

褐煤基活性炭（AC，碘值900）购自淄博恒益化工，分析纯金属盐（CrCl₃·6H₂O、CuCl₂·2H₂O等）来自天津广孚科技，浓硫酸（98%）和硝酸（∼65%）购自北京化工厂。

活性金属组分筛选

如图1所示，未改性AC仅能将氨浓度降至10 mg/m³，而金属氯化物改性样品均能使NH₃浓度低于0.06 mg/m³。其中CuCl₂/AC表现最优，可维持出口浓度0.06 mg/m³达30小时。

结论

通过实验与分子模拟证实，5% Cu/AC突破吸附容量达12.4 mg/g。硫酸处理通过促进微孔形成和CuCl₂分散，将NH₃吸附容量提升至20.8 mg/g。