不同变质程度的煤制活性炭孔隙结构分析

在Autosorb—lC全自动物理化学吸附仪上使用N2和CO2对宁夏太西、山西大同和内蒙古准格尔3种不同变质程度的煤为原料制备的活性炭进行孔隙结构分析,用BET方程处理N2等温吸附数据,计算比表面积;用DFT法处理CO2等温吸附数据,进行微孔分析：用BJH法计算中孔孔径分布。从得出的结果可以看出,随着原料煤变质程度的加深,所制备的活性炭微孔和比表面积增大,超微孔、中孔体积变小,平均孔径变窄。分析结果表明。原料煤的性质是影响活性炭孔隙结构的主要因素。     

原料粒度对煤基炭膜孔结构的影响

通过炭膜的孔径分布及ＳＥＭ结果分析，研究探讨了原料煤的颗粒度对煤基炭膜孔结构性能的影响。结果表明，不同原料粒度制得的炭膜具有不同的外观形态和孔隙结构。原料的颗粒度越小、越均一，所制得的炭膜平均孔径越小，孔隙结构越发达。因此，通过调节原料粒度可制得具有不同孔径和分布的炭膜。     

不同活化剂对煤质活性炭孔隙结构影响

选取新疆呼图壁煤和山西大同煤为原料制备活性炭,研究不同活化剂对煤质活性炭孔隙结构的影响。根据煤样热重分析结果分别制备优质的炭化料,分别选取H_2O(g)活化与CO_2活化制得活性炭。活性炭的吸附性能以碘吸附值及亚甲蓝吸附值表征,活性炭的孔隙结构以N_2吸附-脱附等温线解析得到。试验结果表明:新疆呼图壁煤与山西大同煤采用H_2O(g)活化与CO_2活化制备的活性炭,其吸附性能及孔隙结构均较为优良,且受活化剂影响显著。相比H_2O(g)活化,CO_2活化促使活化反应缓慢有效地进行,有利于制得吸附性能、孔容积、比表面积与微孔结构均较为优良的活性炭。H_2O(g)活化有利于制得中孔结构发达、微孔孔径更为细小的活性炭。研究结果同时验证了通过选取不同的活化剂,可进行煤质活性炭孔隙结构的调变。     

配煤对煤基活性炭孔径分布影响的研究

以不同煤化度的太西无烟煤及神华烟煤为前驱体,KOH为活化剂制备系列活性炭,采用N2吸附法对活性炭孔结构进行了表征,分析了配煤对活性炭孔径分布的影响规律及机理.结果表明,不同配比的配煤均可制备出高比表面积(2 817 m2/g～3 134 m2/g)活性炭.配煤的配比是影响活性炭孔径分布的主要因素,随着配煤中高煤化度煤种配比的提高,活性炭的孔径分布逐渐变窄,中孔率也随之降低.原料煤自身结构与性质的差异是造成不同煤化度煤基活性炭孔结构差异的主要原因,通过配煤技术可以有效地调节活性炭的孔径分布.     

浅谈活性炭

浅谈活性炭活性炭的类型不同，品种繁多，其性质不一。因原料及制造工艺条件差异，其孔隙结构、比表面积、孔径大小、孔径分布、含有表面官能团、杂质含量等都有不同，因此，吸附性能也有差异。活性炭生产选用原料有椰壳、果核、煤、木炭及含碳物质、采用化学药品氯化锌、...     

内蒙古准格尔超纯煤制备活性炭试验研究

选用内蒙古准格尔伊东煤炭有限责任公司提供的超纯煤为原料。在实验室小试装置上研制出具有较好吸附性能的活性炭产品，试验结果表明，用准格尔超纯煤制备的活性炭是一种孔隙结构发达、具有特殊用途的活性炭产品。     

配煤法制备煤基中孔活性炭的试验分析

为了探究配煤法制备煤基中孔活性炭是否满足要求,因此对其进行试验探究。选取的材料源自山西大同,并选取山西平朔某地煤作为辅助材料,采用活化法调控活性炭孔隙结构,按照《煤质颗粒活性炭分析测试标准》分析试验效果。试验结果表明:本次研究制定的活性炭满足中孔结构要求,孔径低于3.5nm时,孔容微分峰值达到最大。     

配煤法制备煤基中孔活性炭的试验研究

以大同煤为主要原料,通过配煤,采用物理活化法对活性炭的孔隙结构进行调控,制备得到活性炭。采用氮气吸附仪测定了不同烧失率活性炭的吸附脱附等温线,并通过BET方程和QSDFT函数理论对活性炭孔结构进行表征,其结果与扫描电镜分析的活性炭微观结构一致。研究显示,在烧失率为70.2%和80.5%的条件下制备得到了中孔率分别为37.2%和48.0%的活性炭产品,为煤基中孔活性炭的工业化生产提供了理论与实践依据。     

添加剂及原料煤对煤基磁性活性炭性能的影响

采用不同磁性添加剂及不同煤化程度的原料煤制备煤基磁性活性炭;分析测定了不同活性炭的孔隙结构、磁性能、碘值和亚甲蓝值,表明Fe3O4可大幅提高其碘值和亚甲蓝值,对磁性能的影响仅次于铁粉;在相同工艺条件下,内蒙保日褐煤所制活性炭的碘值、亚甲蓝值和中孔、微孔孔容及磁性能、吸附性能均优于其它原料煤制备的磁性活性炭。     

以不同沥青焦为原料制备活性炭的特性分析

以沥青焦、煤沥青以及氧化沥青为原料，采用KOH活化法制备高比表面积活性炭。试验分别考察了不同原料及预处理工艺对活性炭孔径分布与比表面积的影响。发现采用不同原料所制备活性炭的孔径分布呈现出正态分布的特点，孔径分布范围介于0～5．0nm之间，峰的位置介于1．0～1．5nm附近。活性炭主要由1-1．5nm范围的微孔构成，大于2nm的中孔很少。在煤沥青不熔化处理过程中，其挥发分与H／C原子比要适中，挥发分过高与过低均不利于制备高比表面积活性炭。     

大同煤制备饮用水深度净化专用活性炭试验研究

以大同地区两个代表性矿区煤样为原料,通过加入特殊添加剂的方式,采用压块活性炭制备工艺,得到了性能优良的饮用水深度净化专用活性炭产品,并重点考察了活化时间对产品强度、装填密度、亚甲蓝吸附值和碘吸附值等性能的影响。结果表明:两种原料煤制得活性炭的强度最低分别为95.2%和95.6%,装填密度最低为490 g/L和498 g/L,亚甲蓝吸附值最高均为240 mg/g,碘吸附值最高值达到1100 mg/g以上,均优于现有普通活性炭。通过对比两种原料煤制得活性炭产品的孔结构,说明2号原料煤制得的活性炭产品具有更发达的孔隙结构,其比表面积和孔容分别比1号煤制得产品高出74 m2/g和0.03 mL/g。因此,2号原料煤是制备饮用水深度净化专用活性炭的合适原料煤。     

配煤种类对活性炭孔隙结构的影响

以太西无烟煤为主要原料、不粘煤和焦煤为辅料,按照不同配比制备活性炭的实验表明,单独配用不粘煤时,中孔结构发育不明显,样品强度较低,亚甲蓝吸附值提高不大;配用不粘煤与焦煤后,活性炭的亚甲蓝吸附值与强度有了明显提高;从孔径分布看,添加不粘煤与焦煤有助于4.0~20 nm范围内的中孔结构发育。     

金属盐催化制备煤基中孔活性炭的研究

以烟煤为原料,分别采用硝酸锰和硝酸铜作为添加剂,催化制备了含有金属氧化物的中孔活性炭。用气体吸附法测定了活性炭的孔隙结构,并考察了其吸附性能(碘值和亚甲兰值)。结果表明,添加适量的金属盐可提高活性炭的中孔率和孔容,添加量过大则易造成孔道堵塞、孔容下降,同时不同金属的催化结果略有不同,添加硝酸铜促进了孔径在1.5～2.0 nm范围内孔隙的发育。     

烟煤变质程度对焦耳热闪蒸多孔碳孔隙和晶体结构的影响

以不同变质程度的烟煤为原料，K₂CO₃为活化剂，采用焦耳热闪蒸法在不同电压下制备了多孔碳。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、低温氮气吸附、拉曼光谱等表征手段考察了烟煤变质程度以及闪蒸电压对多孔碳的孔隙特征及晶体结构的影响。结果表明：焦耳热闪蒸方法产生的瞬间高温在有限空间内产生的压力效应和热膨胀效应是孔隙形成和扩展的驱动力；低变质程度的朔州煤在碱碳比3∶1,闪蒸电压80 V时，制备的多孔碳的比表面积为601.95 m²/g、总孔容为0.44 cm²/g,孔隙结构最发达；高变质程度的长治煤在碱碳比3∶1,闪蒸电压160 V时，制备的多孔碳的石墨化程度最高。     

水蒸汽二次活化对活性炭中孔结构的影响

以商业活性炭为原料，经水蒸汽二次活化，制备了3个不同温度和不同活化时间的样品，用热重－质谱连用技术对原料的热分解产物进行分析；用N2吸附脱附等温线，BJH中孔分析和as法考察活性炭孔径的变化，用FT－IR技术测定活性炭表面官能团的变化，用XRD技术研究活性炭中的乱层结构，用扫描电镜研究活性炭的表面形态，结果表明，活化时间的延长或活化温度的升高使得活性炭的孔径变大且分布发散，出现两个孔径分布峰，同时，孔容积增加，表面官能团和乱支结构变化不明显，电镜研究发现活性炭的表面逐步光滑，有孔之间的互融现象出现，在735摄氏度活化120min所制样品的孔径较为集中。     

太西无烟煤制活性炭乳隙结构分析

在CARLO-ERBA 1800自动吸附仪上使用N2吸附法分析了以太西无烟煤为原料,用几种不同工艺生产的煤基活性炭的孔隙结构。用BET方程处理N2等温吸附数据,测得活性炭的BET表面积和孔体积,计算出活性炭的平均孔半径,研究了活性炭的孔径分布情况,用丁烷工作容量（BWC）来分析评价活性炭的吸附--脱附性能,分析结果表明用催化活化法制备的活性炭吸附--脱附性能最好。     

国内外活性炭工业分析(上)

活性炭是一种多孔性含碳物质，具有高度发达的孔隙结构和巨大的比表面积，因此具有很强的吸附性。活性炭的孔隙分为微孔、中孔和大孔。其孔径分别为〈20A、20～2000A、〉2000A。活性炭表面上含有多元素含水量氧官能团，还可以浸渍化学物质，制成浸渍活性炭。因此，它既是优良的吸附剂，也是催化剂、催化剂载体，广泛应用于工业生产、农业、环境保护、国防工业、水质净化、医药中间体与原料中间体的脱色、空气净化等诸多领域，市场前景十分看好。     

水蒸气和KOH二次活化对活性炭孔隙结构的影响研究

以商业活性炭为原料，采用水蒸气和KOH为活化剂，在不同活化条件下制备二次活化样品。用DFT方程考察活性炭孔径的变化；用FT-IR技术对活性炭表面官能团进行分析表征；采用XRD技术测试活性炭中的乱层结构。结果表明：无论何种活化方式，延长活化时间和提高活化温度，均有利于制备高比表面积且孔径发达的活性炭；化学二次活化较物理活化更易制得高比表面积且孔径发达的活性炭，且两种活化方式制备的活性炭的孔结构存在明显的差异；在适宜的条件下，KOH二次活化制备的活性炭在孔径<4.00 nm的范围内孔结构发达，孔径在4.00 nm～8.00 nm出现明显的分布峰，且石墨化结构破坏严重。     

四种炼焦煤热解成焦过程微观结构演变

实验选取了兖州气煤(YZ)、霍州肥煤(HZ)、范矿肥煤(FK)、新峪焦煤(XY)4种不同变质程度炼焦煤为样品，利用坩埚焦制备了不同热解温度的焦样，利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征了焦样微观结构的变化，探究了不同变质程度炼焦煤热解成焦过程的微观结构演化。结果显示，不同热解产物石墨片层间距及堆叠高度主要受热解温度影响，热解温度越高，焦样的石墨化程度越有序。随热解温度的升高，热解产物的表面越来越光滑，孔隙和裂缝越来越多，孔径逐渐增大；挥发分含量较高的炼焦煤，热解产物表面的孔隙较多。     

不同煤阶煤孔隙结构与煤制生物甲烷的相互影响

为研究不同煤阶煤的孔隙差异与生物甲烷产出的相互影响。以白音华(BYH)褐煤、马兰(ML)肥煤、沙曲(SQ)焦煤、祁东(QD)贫煤为研究底物,选用古汉山矿矿井水为菌源,进行厌氧发酵产甲烷实验。采用BET比表面积分析仪测定生物降解前后不同煤阶煤的孔隙参数变化特征,借助扫描电镜观察产气后煤表面孔裂隙分布及微生物附着情况,并通过主成分分析法研究了孔隙结构参数对煤制生物甲烷的贡献度。结果表明：煤的比表面积和孔体积随煤阶增加均呈现先减小后增大的变化趋势,而煤厌氧发酵过程的生物甲烷产量却随煤阶增加依次递减;高阶煤虽孔隙发育,但煤中大分子结构趋于稳定,同样不利于微生物降解;生物产气后,不同煤阶煤样的比表面积、总孔体积以及不同孔径段的孔体积均出现不同程度减小;煤表面附着有大量微生物,以球菌和杆菌为主,且部分微生物附着在煤的孔裂隙中;主成分分析表明总孔体积(主要为大孔和中孔孔体积)、分形维数D3以及比表面积对煤制生物甲烷的贡献较大,而微孔及分形维数D1对煤制生物甲烷影响较小,微生物作用改变了煤的孔隙结构,使比表面积和微孔大量减少,导致孔隙内吸附的甲烷大量解吸,这些均有利于煤层气的增产。