沥青基球状活性炭吸附性能的初步研究

通过对非极性有机物（苯）及极质有机构（氯仿）的动态吸附及对溶液中碘的吸附，初步研究了沥青基球状活性炭（ＰＳＡＣ）的吸附性能：作为对比研究了沥青基活性炭纤维（ＰＡＣＦ）和普通粒状活性炭（ＡＣ）与ＦＳＡＣ的吸附性能；结果表明，ＰＳＡＣ无论在气相还是液相吸附方面，其吸附性与ＰＡＣＦ相近，而明显优于ＡＣ。另外，亦从微观孔结构的角度初步探讨了造成它们吸附性能差异的原因。     

活化条件对沥青基球状活性炭结构与吸附性能的影响

研究了不同活化条件对沥青基球状活性炭表面物理结构的影响,并初步探索了其作为医学吸附材料对维生素B12及肌酸酐的吸附性能。结果表明：改变活化条件,可在一定范围内控制沥青基球状活性炭的孔径;在实验条件下,沥青基球状活性炭对维生素B12及肌酸酐的吸附率分别达到80％及96％。     

沥青基球状活性炭对CO_2的吸脱附性能研究

研究了沥青基球状活性炭(PSAC)对CO2的吸脱量、吸附选择性及电解吸性能。实验结果表明:比表面积为527m2/g的PSAC对CO2(浓度为12.5%)的吸附量为0.56mmol/g,在CO2/N2混合气中对CO2的吸附选择性为87.6%;当吸附气体的流速较大时,因其向孔内的扩散系数降低而导致平衡吸附量下降;当采用电解吸方式将PSAC加热至250℃进行CO2脱附时,能耗为2.5MJ/kg。     

空气氧化处理法对沥青基球状活性炭孔结构及其吸附性能的影响

利用空气氧化处理法对沥青基球状活性炭进行了改性。改性结果表明，在空气氧化处理的过程中，部分的微孔结构遭到了破坏。并且随着氧化强度的增强，沥青基球状活性炭的比表面积减小，但总孔容增加。中孔孔容的增加比较明显。与此同时，沥青基球状活性炭对苯酚的吸附性能下降。     

二茂铁的添加对沥青基球状活性炭孔径结构及吸附性能的影响

通过活化添加二茂铁的沥青球,制得了比表面积在1000m2／g左右的中孔比较发达的沥青基球状活性炭。其中扎面积可达187m2／g,中孔孔容达0。304cm2／g,占总孔容的44％,中扎扎径主要分布在30A～50A及300A～500A处添加二茂铁后制得的沥青基球状活性炭与不添加二茂铁的沥青基球状活性炭相比,对VB12的吸附量有大幅度的提高。     

铁微粒的存在对沥青基球状活性炭微孔形成过程的影响

由添加二茂铁和不添加二茂铁沥青球制得了两类沥青基球状活性炭,比较了它们微孔结构及孔容等的异同点,研究了铁的存在对活性炭微孔形成过程的影响,考察了活化时间及活化温度对含铁沥青基球状活性炭微孔形成的影响。结果表明,铁的存在对活性炭的微孔分布没有明显影响,但却使活性炭微孔的比表面积和孔容有所下降。     

工程放大效应对沥青基球状活性炭性能的影响

考察了工程放大效应对沥青基球状活性炭的制备工艺及其性能的影响。发现：在2L的成球釜中115℃，0．2MPa条件下沥青颗粒能成沥青球，但在500L的成球釜中成球温度需提高至145℃、压力为0．6MPa方能成球；当含萘沥青颗粒投入成球釜中，即使温度高于110℃，沥青颗粒仍难以成球；在2％PVA溶液中添加体积分数20％～80％的已用过的PVA溶液，有利于含萘沥青颗粒的成球；以3℃／min的升温速率由300℃直接升至1000℃再恒温10～30min，沥青球的强度最高，可达95．4％；以煤沥青为原料一次能制备出3kg，BET比表面积为1437m^2／g，强度为95％，表面pH值为7．3的沥青基球状活性炭。     

煤沥青基球形活性炭苯酚吸附动态研究

本文采用煤沥青制备了吸附性能良好的球形活性炭，并用动态法研究了苯酚在其上的吸附，获得了苯酚—活性炭体系的吸附等温线及传质扩散系数，这些参数被用于理论预测固定床吸附器的苯酚吸附流出曲线，结果表明实验结果能与理论预测相符甚好，动态法研究吸附能获取对吸附工程设计有益的设计参数。     

沥青基球状活性炭的热处理改性及其浸润性能的研究

利用热处理的方法,对沥青基球状活性炭（PSAC）进行了改性处理。利用氮气吸附、酸碱滴定、动态接触角测定仪（DCA）等方法对改性前后样品的孔结构、表面酸碱官能团及浸润性能进行表征。结果表明,随着热处理改性温度的升高及时间的延长,PSAC的表面的酸性官能团逐渐减少,碱性官能团逐渐增加,且改性气氛对表面官能团有较大的影响。经热处理改性后,沥青基球状活性炭的浸润性能有所降低。     

石油沥青基球形活性炭孔结构和吸附性能的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)对实验室自制的石油沥青基球形活性炭(PSAC)的形貌进行了观察,通过BET测定对PSAC的孔结构进行了表征,并探讨了PSAC孔的形成机理。结果表明,活化过程炭粒内表面微晶晶格缺陷上的氧化反应与烧失过程是孔形成的主要机理。同时以苯和四氯化碳为吸附质研究了PSAC静态吸附性能,并与普通粒状活性炭进行对比,研究了球形活性炭的二次吸、脱附性能。实验结果表明,PSAC的吸、脱附速度较快、再生性能优异,是一种高性能的炭质吸附材料。     

添加三聚氰胺制备含氮沥青基球形活性炭的研究

沥青加萘调制过程中引入与沥青等质量的富氮化合物三聚氰胺,然后经球化、氧化、炭化和H_2O活化制备得到具有一定含氮官能团的沥青基球形活性炭,利用热重、N_2吸附仪和X-射线光电子能谱等手段研究了氧化沥青球的炭化、活化行为,考察了活化样品的孔隙结构、元素组成和表面化学性质。结果表明,三聚氰胺的引入丰富了沥青基球形活性炭的表面化学性质,使其同时具备明显的含氧和含氮官能团,其中含氮官能团主要以吡啶、吡咯和氮氧化合物形式存在;此外,三聚氰胺的引入提高了炭化沥青球在活化过程中与H_2O的反应速率,从而得到孔隙结构更为发达的沥青基球形活性炭。     

超级球形活性炭制备的研究

以煤沥青为主要原料采用悬浮法制备含致孔剂的煤沥青球后进行预氧化、炭化和活化，最终得到沥青基球形活性炭（PSAC）。借助扫描电子显微镜（SEM）和BET测试，所制得的PSAC球形度好、孔径分布范围窄，是一种高性能的炭质吸附材料。探讨了煤沥青球的预氧化、炭化和活化等工艺条件对PSAC的碘、苯和亚甲基蓝吸附值影响规律。结果表明：当分散荆、水溶液和沥青的吡啶溶液体积比为0．1：0．8：1时，适宜的成球温度为90℃、搅拌速度为200rpm及搅拌时间为20min，由此可制备出平均球形度大于0．9和平均粒径为25μm的煤沥青球；将所制备的煤沥青球经过预氧化温度280℃、预氧化时间6小时和炭化温度700℃、炭化时间40min及升温速率5℃／min，KOH与煤沥青的质量比为3：1的条件下，制备出煤沥青基球形活性炭的比表面积为3365m^2／g，碘、苯和亚甲基蓝吸附值分别达到2256mg／g、1068mg／g和390mg／g，微孔径主要集中分布在2～3nm左右的球形活性炭。     

SO2在球状活性炭上的吸附转化研究

研究了不同比表面积的沥青基球状活性炭（ＰＳＡＣ）在Ｏ２和Ｈ２Ｏ存在下脱除ＳＯ２的能力．结果表明,比表面积较大的ＰＳＡＣ具有较强的脱除ＳＯ２能力．在本实验条件下,三种不同比表面积的ＰＳＡＣ对ＳＯ２及ＳＯ２＋Ｏ２的吸附量无明显区别,但对Ｈ２Ｏ的吸附量随比表面积增大而增大,与样品的脱硫活性随比表面积增大的变化规律相一致,表明较多的水有利于ＳＯ２的脱除．这可归因于水既有利于样品活性部位上的ＳＯｘ转化成Ｈ２ＳＯ４,又能洗脱所生成的Ｈ２ＳＯ４,减少活性位上的Ｈ２ＳＯ４量,使ＳＯ２的吸附转化过程连续不断地进行     

固化剂添加量对酚醛树脂基球形活性炭结构与性能的影响

通过发迹线型酚醛树在化剂的添加量,解决了本征酚醛树脂基球形炭深度活化时出现“壳核结构”的问题,研究结果表明,固化剂添加量为１７．６％,酚醛树脂基球形活性炭吸附性能与机械强度的综合性能最佳。此类酚醛树脂基示形炭可以深度活化,得到比表面积为１３３２ｍ＾２／ｇ的球形活性炭,但其孔结构仍以微孔为主。