Pré-oxydation et activation du charbon de la lignine : procédure de l’activation
Résumé
Dans cet article, nous avons étudié l'effet du prétraitement à l’air sur le comportement de l'activation du charbon de la lignine. À cet effet, nous avons suivi l'évolution de la perte de masse, de la composition élémentaire, de la microstructure et des variations dimensionnelles accompagnant le charbon de la lignine au cours de son activation avec CO2, au cours du pré-traitement à l'air et lors de l'activation précédée de l'oxydation. La pré-oxydation est un traitement effectué à l'air de la température ambiante jusqu'à 245 °C. La durée de ce pré- traitement est fixée à 6 heures. Au-delà de 140 °C, nous avons vu qu'il existe une relation entre la perte de masse et la teneur en carbone d'une part, et entre les variations dimensionnelles et la teneur en oxygène, d'autre part. Dans la mesure où la teneur en carbone diminue et celle de l'oxygène augmente, le carbone subirait une oxydation partielle accompagnée d'une fixation de l'oxygène. À 245°C, la teneur en carbone a baissé de 10 %, celle de l'oxygène a augmenté de 45 %. Dans ces conditions, l'échantillon a évolué d'un comportement thermoplastique vers un comportement thermodurcissable. Le charbon pré-oxydé réagit plus que le charbon non oxydé au cours de l'activation par CO2 tandis que la réduction de volume dans le premier cas est plus faible que dans le second cas. Par rapport au charbon non oxydé, le charbon pré-oxydé et ensuite activé, montre par la caractérisation microscopique la formation et le développement de la microporosité au détriment de la macroporosité.
Abstract
In this paper, we studied the effect of oxidation pre-treatment on the activation behavior of lignin char. We followed the evolution of mass loss, of the elemental composition, of the microstructure and dimensional variations accompanying the lignin char during activation with CO2, during pre-oxidation by air and during activation preceded by oxidation. The pre-oxidation is a treatment carried out in air from ambient up to 245 °C. The duration of this pre-treatment is set at 6 hours. Beyond 140 °C, we have seen that there is a relationship between the mass loss and the carbon content on the one hand, and between the dimensional variations and the oxygen content on the other hand. In so far as the carbon content decreases while that of oxygen increases, the coal would undergo partial oxidation accompanied by a fixation of oxygen. At 245 °C, the carbon content decreased by 10 %, that of oxygen was increased to 45 %. Under these conditions, the sample has evolved from a thermoplastic behaviour to a thermosetting behaviour. The pre-oxidised coal reacts more than the non oxidised coal during the CO2 activation whereas the reduction in volume in the first case is smaller than in the second one. Compared to the non oxidised coal, the pre-oxidised and then activated carbon, by the microscopic characterization, shows the formation and the development of microporosity at the expense of macroporosity.