国外石油焦研制高比表面积活性炭的进展

国外石油焦研制高比表面积活性炭的进展邹勇，吴肇亮，陆绍信，朱亚杰（石油大学化工学部北京１０００８３）１前言以石油焦为原料研制高比表面积活性炭，始于本世纪７０年代［１］，美国工业化于８０年代中期；其商品代号为Ａｘ系列［２］，日本工业化于９０年代初期，其...     

煅前/煅后石油焦制高比表面积活性炭的研究

以大港煅前石油焦及其煅烧处理后得到的煅后石油焦为主要原料，采用KOH活化法制备了高比表面积活性炭，并着重就活化剂加入方式、原料粒度、活化温度和活化时间等对煅前石油焦和煅后石油焦制备HSAAC进行了对比研究。结果表明，在相同的实验条件下以煅后焦为原料制得的活性炭比表面积最大仅为1152m^2／g，而煅前焦制得的活性炭比表面积可达3060m^2／g，说明与煅后焦相比，煅前焦是制备高比表面积活性炭的较好原料。     

石油焦基高比表面积活性炭处理含铬废水的研究

以石油焦为原料,采用KOH活化法制取高比表面积活性炭。考察了高比表面积活性炭吸附废水中Cr（VI）时,pH值、Cr（VI)浓度、吸附时间和活性炭用量等因素对Cr(VI）吸附量和废水中Cr(VI）残余浓度的影响。实验结果表明高比表面积活性炭在适宜条件下对Cr(VI）具有较大的吸附量和良好的再生效果。     

氢氧化钾活化石油焦制备高比表面积活性炭

研究了以石油焦为原料,用氢氧化钾为活化剂制备高比表面积活性炭方法。通过正交实验与进一步的单因素实验考察了碱焦比、活化温度和活化时间对活性炭碘吸附值和活化收率的影响。实验结果表明碱焦比对活性炭碘吸附值影响最显著,增大碱焦比、延长活化时间和选择合适的活化温度能提高碘吸附能力。在碱焦比为4∶1,活化温度750℃和活化时间120 min条件下制备的活性炭BET比表面积可达2775 m2/g,总孔容为2.888 cm3/g。     

高硫石油焦基活性炭的制备及其在二次电池负极材料中的应用

以我国产量较大的山东淄博高硫石油焦为原料,利用KOH活化法,于800℃下通过改变碱焦质量比(质量比为1∶1,2∶1,3∶1,4∶1)制备得到不同比表面积的高硫石油焦基活性炭(AC-PC-X),利用比表面积分析仪对其孔结构进行了分析,并进一步利用水热法担载Mn₃O₄制备得到AC-PC-X/Mn₃O₄复合材料,分别将AC-PC-X/Mn₃O₄和高硫石油焦基活性炭作为二次电池负极材料分别应用于锂离子电池和钾离子电池中,利用JSM-7001F型热场发射扫描电子显微镜和JEM-2100F型场发射透射电子显微镜观察了负极材料的微观形貌,以及利用LAND CT2001A型电池测试系统和CHI660D型电化学工作站考察了负极材料的性能。结果表明:不同碱焦质量比条件下制备得到的高硫石油焦基活性炭均以微孔结构为主,比表面积随碱焦质量比的增加而增大;碱焦质量比为3∶1时制备得到的高硫石油焦基活性炭(AC-PC-3,比表面积为996m²/g)表现出最佳的长期循环稳定性,比表面积过大或过小的高硫石油焦基活性炭的电化学稳定性均不如ACPC-3的电化学稳定性。在锂离子电池中,AC-PC-3/Mn₃O₄在初始循环中的比容量为907mAh/g,但其循环容量衰减较慢,120次充/放电循环后其稳定比容量为400mAh/g;在钾离子电池中,ACPC-3在500次循环后比容量几乎没有衰减,稳定在95mAh/g。     

沥青基高比表面积活性炭吸附性能的研究

本文研究了沥青基高比表面积活性炭对有机蒸气（苯、四氯化碳、氯仿）的吸附脱附能性，并观察了这种高比表面积吸附剂对Ａｕ（ＣＮ）２￣－，Ｃｒ（ＶＩ），Ｆ￣－的吸附行为．发现它对有机蒸气有惊人的吸附容量，对无机离子也有优异的吸附效果。     

石油焦基高比表面积活性炭电吸附脱盐性能的研究

采用石油焦为原料,以KOH为活化剂,制得高比表面积活性炭,比表面和孔容远高于常规活性炭,孔径分布和常规活性炭相似.以高比表面积活性炭作为电吸附电极,考察其在NaCl溶液中的电吸附性能,并对话性炭电极电吸附的影响因素进行研究.结果表明,活性炭电极的电吸附性能主要受比表面积和孔容的影响,高比表面积和大孔容的活性炭单位电吸附...     

石油焦基高比表面积活性炭处理废水中苯酚的研究

探讨了高比表面积活性炭(HSAAC)吸附水中苯酚时,活性炭用量、pH值和吸附时间等因素对苯酚吸附量和去除率的影响。实验结果表明,HSAAC用量越大,去除效果越好。当HSAAC用量为0.2g.L-1时,去除率达94%以上;在酸性条件下HSAAC对苯酚的去除效果较好,当pH值小于6时,HSAAC对苯酚的去率可达95%以上;HSAAC对废水中苯酚的吸附主要发生在前十几小时;活性炭对苯酚的吸附量和残余质量浓度均随废水中苯酚浓度的增加而增加。用碱再生HSAAC,一次再生率达93.3%,二次再生率达到了86.7%,说明高比表面积活性炭在适宜条件下对苯酚具有较好的吸附性能和良好的再生效果。     

高比表面积煤质活性炭的制备与活化机理

以煤为原料,采用KOH活化法制备了高比表面积活性炭,分别考察了活化温度、浸渍比和活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能的影响;测试了高比表面积活性炭在-196℃对N₂的吸附等温线、比表面积和孔径分布。结果表明,当活化工艺参数为活化温度900℃,浸渍比4,活化时间1.5 h的条件下可以制得较好的高比表面积活性炭产品,其比表面积为3135 m²·g^-1,孔容为1.72 cm³·g^-1,碘吸附值为2657 mg·g^-1;采用扫描电子显微镜观察了高比表面积活性炭的微观结构,采用气体分析仪检测了活化过程中的尾气成分,提出了高比表面积活性炭的活化机理。     

竹炭基高比表面积活性炭电极材料的研究

以竹节为原料，在隔绝空气的条件下，经不同温度炭化处理后与KOH混合，制取竹炭基高比表面积活性炭。考察了炭化温度、KOH与竹炭的质量比、活化温度和活化时间等工艺因素对活性炭收率、微孔结构和吸附性能的影响，探讨了竹炭基高比表面积活性炭作双电层电容器电极时的充放电特性及其比电容与各种因素的关系。研究结果表明，控制适宜的炭化、活化工艺条件可制得双电极比电容达55F／g的竹炭基高比表面积活性炭，由它组装的双电层电容器具有良好的充放电性能和循环性能，但内阻过高，大电流下充放电时电容量下降过大。     

石油渣油制备活性炭研究：溶剂浸取对活性炭性能的影响（一）

石油渣油生产活性炭是劣质石油渣油增值利用的有效途径,对于合理利用石油资源,开发优质活性炭都具有一定的意义,本文对劣质石油渣油制备活性炭进行了研究,研究结果表明,劣质石油渣油经：氧化→溶剂浸取→不熔化→炭化→活化处理,可以获得比表面大、吸附性能好的活性炭。     

煤沥青制备高性能活性炭

以煤沥青为原料,使用ＫＯＨ活化处理制备高品质活性炭。研究了煤沥青热自理温度,碱炭比,活化温度、粒度、脱水温度和脱水时间对活性炭ＢＥＴ表面积和活性炭吸附性能的影响。     

水蒸汽活化工艺对石油焦基活性炭性能的影响

石油焦是易石墨化炭，孔隙率低，因此用水蒸汽法直接活化，吸附性能很差，其碘吸附值小于350mg/g。通过成型法得到了合格的活性炭，并考察了烧失率、活化温度、活化时间、水流量、水炭比等对活性炭吸附性能的影响，以独山子石油焦为原料制得活性炭的碘吸附值与亚甲蓝吸附值分别达871.58，100.67mg/g。     

活化方法对沥青基炭纤维表面的影响

以沥青基炭纤维（PCF）为原料,以H2O、CO2为活化剂,以氨盐混合液为浸渍剂,对不同活化条件制得的ACF进行了比较。结果证明：H2O与CO2复合活化的效果优于单一活化剂活化;活化温度的提高有利于沥青基活性炭纤维（PACF）比表面积的增加,表面处理对活化效果有显著影响。     

原料油的性质对石油焦孔隙结构和表面特性的影响

分别采用中石油独山子石化分公司炼油厂和乙烯厂生产的7种可用于石油焦生产的重质原料，经过合理调配，调整加工工艺制得适于生产活性炭的石油焦。用扫描电镜研究石油焦的表面结构，得出石油焦的多孔结构依加工原油的物理、化学性质和制造工艺的不同而改变，表现在石油焦或石油焦颗粒的形状、孔隙大小、孔径分布及孔隙间层结构上。经过合理调配，使石油焦的孔隙结构趋于合理。     

基于酚醛树脂的超高比表面积中孔活性炭的研究

以酚醛树指为原料,氢氧化钾为活化剂,制备酚醛树脂基超高比表面积活性炭。采用正交实验考查了制备工艺中炭化温度,碱炭比,活化温度和活化时间对活性炭吸附性能的影响,确定了超高比表面积活性炭的制备最佳工艺。利用TG—DTA对热解过程中树脂的炭化活化行为进行了探讨;通过N2-BET对活性炭比表面积和孔结构进行了表征,并简单分析了成孔机理。结果表明：炭化温度400℃,碱炭比为5：1,活化温度为750℃,活化时间为100min时,制备的酚醛树脂基活性炭比表面积为3013m^2·g^-1,孔容1．609ml／g,平均孔径2．135nm,亚甲基蓝吸附值为592mg·g^-1。     

MECHANISMS OF ACTIVATED CARBON BIOREMOVAL

The removal of an organic azo dye-stuff particularly resistant to biodegradation was studied in an activated sludge pilot plant on the basis of the PACT process. Different runs were carried out by adding to the oxidation basin both adsorbent solids (granular activated carbon (GAC), and powdered activated carbon (PAC)) or practically non-adsorbent solid (semisilica fire brick crushed particles (SFB).) Biological removal of the dye-stuff was observed with GAC or PAC addition, whereas no removal was observed with the fire brick particles.

Comparison of the results obtained with either GAC or PAC with those from the SFB non-adsorbent solid showed carbon bioregeneration, existing only in the presence of adsorbent solids, to be probably the fundamental mechanism governing biological dye removal. The specific removal rate obtained with carbons, probably dependent on many physical and biological phenomena, was interpreted with saturation type equations typical of biological phenomena. The apparent adsorption capacities at the end of the runs with GAC and PAC were respectively 5 times and 17 times higher than those corresponding to the GAC and PAC physical adsorption isotherms.

Carbon physical adsorption capacity seemed to play a fundamental role: the dye biological removal rate obtained with PAC (whose physical adsorption capacity was about 2.5 times higher than that of GAC) turned out to be 3.5 times higher, on the average, than that determined with GAC.     

表面化学改性吸附用活性炭的研究进展

活性炭表面官能团和杂原子的种类与数量多少决定了活性炭的表面化学性质，而化学性质决定了活性炭的化学吸附特性。通过进行表面氧化、还原以及负载增加或者消除某些基团和活性中心，可以大大改善活性炭对特定吸附质的吸附能力。文章简要介绍了活性炭表面存在的官能团、杂原子和化合物，并对近年来国内外在吸附用活性炭表面化学改性方面的进展进行评述。     

活性炭的硝酸表面改性及其吸附性能

用硝酸对粒状活性炭进行了表面改性,考察了硝酸浓度及氧化时间对活性炭表面官能团的影响.采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-TR)、Boehm滴定、X射线衍射仪(XRD)、物理吸附以及颗粒强度分析仪等对氧化前后样品进行了表征分析.以改性活性炭为载体,浸渍活性组分后制备了浸渍炭催化剂,考察了其对氯化氰防护性能.研究发现,低浓度硝酸氧化改性可增加活性炭表面酸性基团的含量,减少碱性基团的含量,从而提高活性炭的表面亲水性,而对活性炭的结构没有明显影响;制备的浸渍炭催化剂对氯化氰防护时间明显增长.当硝酸浓度为8%,氧化时间为8 h时防护效果最好.