煤基石墨烯量子点在超级电容器中的应用

针对目前制备煤基活性炭氢氧化钾(KOH)使用比例过高及孔结构分布不合理问题，以太西无烟煤为碳源，先采用高铁酸钾与过氧化氢分步氧化将其氧化为石墨烯量子点，再与KOH混合活化制备煤基石墨烯量子点活性炭。结果表明，这种方法可降低KOH使用量(使碱炭比小于1)，且碱炭比对煤基石墨烯量子点的活化机制与对煤的活化机制类似：KOH用量较少时(碱炭比0.25)只有造孔作用；增加用量后(碱炭比0.5),KOH不但有造孔作用，还有扩孔作用；过量的KOH (碱炭比0.75)则以扩孔为主。随着碱炭比的增加，活性炭的比表面积与总孔容也随之增加，微孔率逐渐下降，中孔率和平均孔径都在增长。在碱炭比为0.75时，活化效果最好，GQDAC-0.75比表面积为1207.3m²/g，微孔率为39.5%，中孔率为51.8%；得益于其独特的“大孔-中孔-微孔”的层次孔结构，GQDAC-0.75表现出最优的电化学性能，在0.5A/g电流密度下比电容达243.6F/g，当电流密度增大到10A/g时，GQDAC-0.75的比电容保持在202.2F/g，继续增大电流密度到100A/g，比电容仍有179.5F/g，...     

化学活化法制备玉米芯基多孔炭材料

以玉米芯为原料,采用化学活化法可制备多孔炭材料。分别考察了活化剂、碱/炭质量比对多孔炭比表面积以及孔隙结构的影响。结果表明:由Na2CO3活化所得活性炭的中孔较多,比表面积小;而KOH因其强碱性,适合制备微孔发达的高比表面积活性炭,在碱炭比为31时能够制备总孔容和比表面积分别高达1.339cm3/g和2342m2/g的样品;用混合碱(Na2CO3:KOH:C=1:2:1)活化样,其特殊之处在于其微孔所占比例达到93.38%,且中孔分布更窄(2～4.5nm),说明混合碱的作用更易于制备微孔发达的活性炭。     

高比表面积煤基活性炭的制备及其吸附性能的研究

以太西无烟煤为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制备高比表面积煤基活性炭,着重考察了碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明：当碱炭比为4、活化温度为800℃、活化时间为1h时,可以制得比表面积达3215m^2／g,碘吸附值达2884mg／g,亚甲蓝吸附值达548mg／g的高比表面积煤基活性炭。     

NaOH活化法制备煤基活性炭的研究

以焦作无烟煤为原料,NaOH为活化剂,采用化学活化法制备煤基活性炭,分别考察了碱炭比、活化温度和活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能和收率的影响;利用低温N2吸附法对活性炭的比表面积、总孔容及孔径分布进行了表征.结果表明,在碱炭比为4,活化温度为750℃和活化时间为1 h的条件下,可以制得比表面积为2 483 m2/g,总孔容为1.41 cm3/g,碘吸附值为2 530 mg/g,亚甲蓝吸附值为418 mg/g的煤基活性炭.     

七台河无烟煤与鸡西褐煤配煤制备煤基活性炭的研究

本研究以七台河无烟煤、鸡西褐煤配合为原料,以KOH为活化剂用化学活化法在氮气保护下制备煤基活性炭,通过正交实验法确定配煤制备煤基活性炭最佳工艺。结果表明:无烟煤/褐煤=1:1,碱炭比为1:2,活化时间为2h,活化温度为800℃条件下,煤基活性炭的碘吸附值达到1209mg/g,比表面积为909.748m~2/g。采用XRD和SEM对煤基活性炭形貌进行了表征,发现表面粗糙,出现了层状和片状结构,形成了较多的孔隙,微孔比较发达。     

油茶壳微孔活性炭的制备及表征

以油茶壳为原料，经炭化、KOH活化，制备微孔活性炭。考查了活化温度、活化时间和碱炭比对微孔活性炭碘吸附值和产率的影响，并采用正交试验优化了制备条件。研究结果表明：活化温度800℃、活化时间180 min、碱炭质量比3.5：1时，活性炭的碘吸附值达3 221 mg/g，产率51.2%。采用比表面积孔隙分析仪测定了氮气吸附/脱附等温线，计算得BET比表面积为1 755.72 m²/g，平均孔径为2.15 nm，总孔容为0.328 cm³/g，微孔孔容占总孔容的55.8%；SEM分析可见活性炭表面具有大量孔隙结构；FT-IR分析表明活化促进了—CH₃、—OH热解，活性炭中仍保存含氧官能团。     

煤基活性炭制备工艺对吸附铜离子性能的影响

高硫高灰煤脱灰脱硫预处理后采用KOH活化法制备活性炭.考察了碱炭比、活化温度、活化时间以及灰分、硫分含量和表面活性剂等对制备的活性炭吸附铜离子的影响.结果表明,在活化温度为820℃,活化时间为1.5h,碱炭比为2.5的条件下制得活性炭比表面积为1 004.5m2/g,铜离子去除率为67.8%;煤中灰分的脱除和添加表面活性剂有利于提高活性炭的吸附性能,但脱硫煤基活性炭吸附性能降低.     

煤液化沥青基活性炭的制备及其对间二甲苯吸附性能的研究

以煤液化沥青为原材料,通过炭化、KOH活化的方法制备高性能活性炭,探讨了碱炭比对活性炭孔隙结构的影响。活性炭孔体积随碱炭比的提升呈现先增加后减小的趋势,在碱炭比为5时,制备出比表面积达到3 188.0 m²/g,孔体积达到1.87 cm³/g的活性炭。通过N₂吸附和脱附、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对活性炭样品进行表征。在吸附研究中,选择气态间二甲苯为吸附质进行动态吸附实验。探讨了煤液化沥青基活性炭对间二甲苯的吸附性能及其孔体积与吸附量的关系。间二甲苯的吸附量与活性炭的孔体积成正比,在300×10^-6下,间二甲苯的最大吸附量可达到1 174.7 mg/g。活性炭孔径在1.4～5.0 nm的孔体积对间二甲苯的吸附起主要作用。     

褐煤与石莼共热解制备活性炭及其吸附性能

将褐煤与石莼的混合物进行低温共热解,再将三相产物中的半焦通过KOH活化制备高性能活性炭材料,并探究活化工艺对活性炭吸附性能的影响。结果表明:褐煤中掺混质量分数为30%的石莼,为共热解最佳掺混比,并可共热解得到半焦。最佳工艺条件为:碱炭质量比3.0∶1、活化时间60min、活化温度800℃,此条件下活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均达到最大值,分别为1 701.64mg/g和699.61mg/g,吸附性能最优。活性炭的BET比表面积高达1 519.318 3m~2/g,微孔比表面积为1 240.491 3m~2/g,微孔结构发达,微孔孔径主要集中在0.4nm～1.2nm。FTIR检测结果表明,活性炭的表面官能团减少,—OH含量较高。SEM分析结果表明,活性炭表面十分粗糙,存在大量孔结构。     

废弃辣椒秸秆高比表面积活性炭的制备及表征

以废弃的辣椒秸秆为原料,KOH为活化剂,制备高比表面积活性炭,研究了碱炭比、活化温度、炭化温度及活化时间对活性炭吸附性能的影响。结果表明,活性炭制备的最佳工艺条件为:碱炭比为3∶1,活化温度为700℃,炭化温度为450℃,活化时间为40 min。在此条件下,制得的活性炭碘吸附值2 356.40 mg/g,亚甲基蓝吸附值41.3 mL/0.1 g,BET比表面积为2 432.135 m2/g,Langmuir比表面积高达3 270.478 m2/g,吸附总孔容为2.064 cm3/g,平均孔径为3.246 nm。SEM和XRD观察发现,辣椒秆活性炭呈不定形态,具有丰富和发达的蜂窝状孔隙结构。     

稻壳活性炭的制备及其对CO_2的吸附分析

以稻壳为原料,以KOH为活化剂,考察了不同活化温度对稻壳活性炭物理结构的影响,并研究了活性炭吸附二氧化碳的能力。结果表明,在碱炭比为1:1、活化温度650℃时制备的活性炭的极微孔孔容比率最高,达0.34;在碱炭比为1:1、活化温度800℃时制备的活性炭的微孔孔容、总孔容最大。稻壳活性炭在0℃、0.1～0.2 bar时吸附CO_2能力主要是由极微孔和窄微孔的数量决定,此时活化温度650℃制备的样品吸附CO_2能力最佳;在0℃、1 bar时,活性炭吸附CO_2能力与活性炭的总孔容成正比关系。     

不同活化剂对石油焦基活性炭孔结构的影响

以石油焦为原料 ,Na OH,KOH和 Na2 CO3 为活化剂制备活性炭 ,采用氮气吸附考察了不同活化剂对活性炭的比表面积、中孔和微孔孔径分布、孔容积及平均孔径等孔结构的影响 .结果表明 :KOH活化制备的活性炭包含 1 nm的微孔和 4nm的中孔 ,总孔容 0 .648cm3 /g,比表面积大 ;Na OH制备的活性炭以 1 nm的微孔为主 ,占总孔容 ( 0 .1 65 cm3 /g)的 98% ,平均孔径 1 .83nm;Na2 CO3 制备的活性炭以 4nm的中孔为主 ,占总孔容 ( 0 .1 43cm3 /g)的 68.5 % ,平均孔径 3.42 nm,比表面积小 .3种样品的孔径都呈现出多峰分布特征 .KOH和 Na2 CO3 活化制备的活性炭的 N2 吸附脱附曲线属于 型 ,Na OH活化制备的活性炭吸附脱附曲线属于 型 .     

石莼基微/中孔复合结构活性炭的制备及性能

以海洋海藻废弃物石莼为原料,通过热解预炭化,KOH活化制备活性炭。以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为吸附性能评价指标,探究了活化工艺对活性炭吸附性能的影响。结果表明,当KOH与石莼半焦质量比(碱炭比)为3.0∶1.0、活化时间为45 min、活化温度为800℃时,活性炭吸附性能最优,其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值最大,分别为1824.19 mg/g、914.98 mg/g。FTIR测试表明,活性炭含有大量羟基等官能团。SEM测试表明,活性炭表面粗糙、存在大量孔结构。活性炭的BET比表面积为2616.3 m2/g,Langmuir比表面积高达4883.5 m2/g,平均孔径为2.73 nm。石莼基活性炭的孔结构为微/中孔复合结构,有作为储能、环保材料的潜质。     

煤质成型活性炭的制备及其吸附性能研究

以神木烟煤为原料,煤沥青为黏结剂,在较低浸渍比下采用KOH和ZnCl_2活化法制备成型活性炭,利用低温(77 K)N_2吸附法对活性炭的比表面积及孔结构参数进行表征,考察浸渍比对活性炭孔结构的影响及其液相吸附性能,并对比分析两种化学活化法所制活性炭结构与性能的差异.结果表明,在相同浸渍比下,KOH活化法所制成型活性炭的比表面积、总孔容及碘吸附值均高于ZnCl_2活化法.当浸渍比为1.0时,采用KOH活化法可制备出表面积为811 m~2/g,总孔容为0.513 cm~3/g,中孔比例为23.6%,碘吸附值为1 125 mg/g的成型活性炭;采用ZnCl_2活化法可制备出表面积为472 m~2/g,总孔容为0.301 cm~3/g,中孔比例为30.6%,碘吸附值为527 mg/g的成型活性炭.两种活化法所制成型活性炭的孔径主要分布在1.2 nm~2.0 nm的微孔和3.6 nm~4.5 nm的中孔范围内.     

高硫石油焦分级多孔炭的制备及电容脱盐性能研究

电容脱盐是基于双电层原理的新兴脱盐技术,由于其具有所需电压低、能量消耗小和无二次污染等优点受到研究学者的广泛关注。多孔炭具有较高的比表面积、孔结构可调、物理和化学性质稳定等优点,常被用于电容脱盐的电极材料。多孔炭中非炭材料的引入,能为材料提供一定的赝电容,提高材料的电容脱盐性能。本文探究了含硫多孔炭对电容脱盐的影响,实验以高硫石油焦为炭前驱体,KOH为活化剂,在高温下一步活化得到分级多孔炭,并对多孔炭的电容脱盐性能进行了测定。结果表明,高硫石油焦KOH活化后,孔体积和比表面积得到很大的提高,而硫含量随着KOH添加量的增加逐渐降低直至为零。通过分级多孔炭电容脱盐的测试,发现微孔不利于电容脱盐,介孔更利于电容脱盐。与不含硫官能团的ACs进行对比,含硫官能团对脱盐具有增益效果,AC-2电极单循环脱盐量达到5.00 mg/g,单位比表面积的脱盐量达到0.015 mg/m~2。     

KOH含量对棉秆碳结构特征及锂硫电池正极性能的影响

以棉秆为生物质源、KOH为活化剂、单质硫为储能物质,采用炭化-活化-高压3步法制备高性能碳硫复合材料,并探究KOH用量对活性碳结构以及复合材料电化学性能的影响。结果表明,KOH的活化促进了活性碳中10 nm以下孔的发育,碳碱质量比(棉秆碳化后的碳：KOH质量比)为1∶4时活性碳的比表面积和孔体积达到最大,分别为3 068.15 m²/g和1.68 cm³/g。过量的KOH活化导致3～9 nm部分孔的坍塌,使得微孔/小介孔向大介孔或大孔转化,比表面积和孔体积缩小。复合材料的电化学性能和活性碳的孔体积呈正相关,碳碱质量比为1∶4时制备的活性碳与硫进行复合的碳硫复合材料展现出最佳的电化学性能。在0.1 C的电流密度下经过100次循环之后,仍可保留787 mAh/g的放电容量;在2 C的电流密度下也可展现出582 mAh/g的高比容量。     

KOH活化法制备气化稻壳活性炭及其吸附性能

以气化稻壳炭(GRHC)为原料，KOH为活化剂制备活性炭，研究了不同活化温度和碱炭比对活性炭得率、比表面积、孔径分布以及碘值的影响。利用全自动气体吸附分析仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜等仪器对活性炭的理化性质进行表征，并通过吸附等温线、吸附动力学探讨其对甲基橙的吸附机制。结果表明：活化时间为1 h时，随着活化温度和碱炭比的增加，活性炭得率逐渐下降，比表面积和碘吸附值呈先增加后减少的趋势；气化稻壳炭制备活性炭的最佳工艺为碱炭比2：1、活化温度800℃、活化时间1 h，此条件下制备的活性炭得率41.73%、比表面积1 829.09 m²/g，总孔容1.007 cm³/g、碘吸附值1 984.85 mg/g、甲基橙饱和吸附量为217.87 mg/g。气化稻壳活性炭对甲基橙的吸附过程与Langmuir和Freundlich模型相关性都良好(R²>0.99)，吸附动力学更加符合准二级动力学模型。     

K2CO3-锯末干混合制备成型活性炭

以梧桐锯末为基体、无水K2CO3为活化剂,采用干混合法制备成型活性炭颗粒,通过单因素实验考察盐料质量比、活化温度、活化时间及成型密度对活性炭吸附碘性能的影响,并对其进行了表征. 结果表明,在盐料质量比2.0、活化温度950℃、活化时间80 min、成型密度1.3 g/cm3的条件下,所制成型活性炭对碘的吸附容量达1323.25 mg/g. 成型活性炭具有发达的孔结构,比表面积为1432.59 m2/g,平均孔径为1.70 nm,总孔容为0.772 cm3/g,其中微孔比表面积为1302.75 m2/g,孔容为0.566 cm3/g,微孔率达73.3%.     

煤气化炉渣浮选及其精炭制备活性炭的研究

利用浮选法有效地分选出了煤气化炉渣中的炭,当煤油用量为10kg/t、2~#油用量为1.5kg/t、粒度D_(90)=123μm时,精炭的产率为21.81%,烧失量为85.03%.以精炭为前驱体、KOH为活化剂制备活性炭,结果表明:当碱炭质量比为2.0、活化温度为800℃、活化时间为1.5h时,制备出的活性炭碘吸附值和亚甲蓝吸附值分别为1 292mg/g和278mg/g,比表面积为1 226.8m~2/g,孔容为0.694cm3/g,孔隙分布以微孔和中孔为主,该浮选精炭是制备活性炭良好的原材料.     

KOH活化丝瓜络制备高比表面积活性炭

为了探讨以丝瓜络为原料制备高比表面积活性炭的最佳条件,通过设计正交实验,研究了碱炭比、活化温度、活化时间和升温速率等因素对KOH活化丝瓜络制备活性炭性能的影响。结果表明：KOH活化丝瓜络制备活性炭的最佳条件为：碱炭比为4、活化温度800 ℃,活化时间30 min,升温速率10 ℃/ min。在此条件下制备的活性炭为多孔、非晶型的无定形碳,具有高的比表面积（3545 m2/g）和强的吸附性能,其碘值和亚甲基蓝值分别达到2926 mg/g和528.58 mg/g;为丝瓜络的高值化利用提供了一条有价值的途径。