石油焦制备高比表面积活性炭的研究

通过正交实验法研究了活化条件对以石油焦为原料制备高比表面积活性炭性能的影响 ,同时进行了原料结构与所制活性炭性能之间的相关性研究。结果表明 ,所考察的 5种影响因素的作用程度大小顺序 :原料焦微观结构 >活化温度 >碱炭比 >原料粒度 >活化时间 (“ >”表示“优于”)。在本实验范围内制备高比表面积活性炭的最佳条件 :以盘锦石油焦为原料 ,活化时间 60min ,活化温度 770℃ ,KOH/石油焦质量比 5 /1,原料粒度 10 0～ 45 0 μm ;在此条件下制得的活性炭比表面积为 3 73 0m2 /g。具有小晶粒、细镶嵌型光学结构的生焦与活化剂的反应活性较高 ,而且所制备的活性炭的比表面积较大     

石油焦原料性质及炭化工艺对活性炭性能的影响

从分析石油焦原料着手，考察了其热解特性、孔隙率和石墨化程度。由于石油焦结构致密，属易石墨化碳，因此用水蒸气法直接活化得到的炭质材料吸附性能差，其碘吸附值小于350mg/g。不同来源的石油焦由于组成不同，其活化性能也有差异。通过成型法，以金山石油焦为原料轻预炭化、预氧化和炭化，得到炭化料，再用水蒸气活化得到的活性炭的碘吸附值达800.40mg/g、亚甲蓝值达120.40mg/g。以独山子石油焦为主要原料制得的活性炭的碘吸附值与亚甲蓝值分别达871．58mg/g、100..67mg/g。     

石油焦制高比表面积粉状活性炭

以石油焦为原料 ,用不同的催化剂和活化方法制备不同性能的粉状活性炭。试验结果表明 ,采用碱活化法 ,可对石油焦的紧密结构进行有效的侵蚀破坏 ,在一定的活化条件下 ,可制取比表面积 3 0 0 0m2 /g的超级活性炭。改变催化剂的用量及两种催化剂的比例可以有效地改变活性炭的微孔结构及孔半径。     

H2气氛下KOH活化石油焦制备活性炭及其电化学性质

以石油焦为原料、氢氧化钾为活化剂,在H2存在下系统考察了碱/焦质量比、活化温度、活化时间以及在载气中H2含量对所得活性炭孔结构的影响,并将所制活性炭用于双层电极材料。结果表明,当碱/焦质量比为3、活化温度为780℃、活化时间为60min以及载气中的H2体积分数为30%时,制备出的活性炭比表面积和总孔容分别为2824m2/g和1.56cm3/g。与在相同的条件下,未引入H2时制得的活性炭相比,比表面积和孔容分别提高了约400m2/g和0.40cm3/g。当扫描速率分别为5mV/s及100mV/s,其质量比电容值分别为289F/g和180F/g,与未引入H2时制得的活性炭相比,分别提高了21%及114%。因此,在活化体系中引入H2,促进了活性炭孔隙结构的发展,从而使其表现出更优异的电化学性能。     

CO2在石油焦基活性炭上的吸附捕集研究

以石油焦为原料经微波炭化处理和活化处理后制备了石油焦基活性炭,测试了样品的CO2吸附性能,并考察了制备条件对CO2吸附性能的影响。结果显示:制备的石油焦基活性炭样品具有高比表面积和孔容,最大值分别为1391.7m2·g-1和727.1μL·g-1;糠醛渣掺比对CO2吸附性能的影响最大;吸附温度为0℃时,CO2在石油焦基活性炭样品上的吸附平衡过程符合Freundlich等温吸附方程,而且样品的0.5nm~1.0nm的微孔孔容与CO2最大平衡吸附量呈良好的线性关系。     

KOH活化高硫石油焦制备活性炭的研究进展

活性炭材料因具有发达的孔隙结构、超高的比表面积以及出色的吸附性能等特点，被广泛应用于环境保护、化工、能源储存等诸多领域。综述了近年来以高硫石油焦为碳源，通过KOH活化、脱硫制备活性碳的方法，介绍了活化成孔、脱硫机理以及石油焦基活性炭相关应用的研究进展，并对未来制备性能优异的石油焦基活性炭的发展方向进行了探讨，以期为高硫石油焦资源化利用提供新的思路。     

桑木活性炭的制备及其脱硫性能研究

以桑木枝为原料,二氧化碳为为活化剂,通过物理活化法制备活性炭。考察了活化温度、活化时间和季节推移对活性炭结构和脱硫性能的影响。结果表明,活化温度越高,活化时间越长,样品的得率越高,碘吸附值越大;且四季所得活性炭样品性能不同,春天样品的性能最好,得率、碘吸附值和比表面积最高分别为21.72%、878.56mg/g和712.10 m2/g。对于春天样品,经过200min,脱硫效率仍可达到100%,400min以后脱硫效率降到80%左右。     

活性炭制备条件与天然气脱附量的关系

以石油焦为原料、KOH为活化剂，在不同的活化条件下制得了系列超高比表面积活性炭(S_BET＞2500 m²·g^-1) 吸附剂，以天然气作为吸附质研究了制备活性炭吸附剂的活化条件与天然气脱附量的关系。结果表明，制备超高比表面积活性炭吸附剂的活化条件对吸附剂的结构及其吸附储存天然气的能力具有较大的影响；在KOH/C质量比为3.0、活化时间为90 min、活化温度为800 ℃时，制得了比表面积达3348 m²·g^-1、大于或等于2 nm的孔所占的百分率为65.34%的超高比表面积活性炭；该活性炭吸附剂在25 ℃、2.5 MPa及8.0 MPa时，天然气脱附量分别达460.7 mL·g^-1、1043.8 mL·g^-1。     

天然气氧化裂解伴生碳化学活化制备多孔碳

以天然气氧化裂解伴生碳为原料,采用化学活化法在管式炉中制备了多孔碳,考察了活化剂类型、剂碳质量比、活化温度与活化时间对多孔碳比表面积和碘吸附值的影响。结果表明：在以NaOH为活化剂、剂碳质量比1∶1、活化温度750℃、活化时间2 h的优化条件下,多孔碳比表面积为894.58 m²/g、碘吸附值为847.97 mg/g;多孔碳富含介孔结构,主要分布在2～4 nm,还含有少部分微孔结构,其各项技术指标满足行业标准《生活垃圾焚烧烟气净化用粉状活性炭》(征求意见稿)中的要求,对二苯并呋喃的吸附性能优异,具备用作商品活性炭的前景。     

原料组成对石油焦基天然气吸附剂性能的影响

以石油焦为原料制备天然气吸附剂，考察了石油焦中的硫、灰分和挥发分对吸附剂性能的影响。结果表明：硫对吸附剂性能有不利影响，经KOH高温活化后，高硫焦中硫含量迅速降低，相同活化条件下，高硫焦基吸附剂性能可达到优质焦基吸附剂的96.7%，高硫焦可作为制备高性能吸附剂的原料；挥发分能促进活化反应的进行，一定含量的挥发分对活化效果有利；灰分使KOH用量增大并显著降低吸附剂性能，高灰分石油焦不适于生产吸附剂。     

石油焦基活性炭孔结构及电化学性能

采用KOH作为活化剂活化石油焦，制备出不同比表面积的活性炭。考察了在水性电解质中用于双电层电容器的活性炭电极的电化学性能，探讨了影响微孔活性炭储电的因素。结果表明，随着比表面积的增大，活性炭的中孔孔容及比电容增加，高比表面积活性炭的电化学性能稳定；微孔活性炭孔径越大，其表面积利用率越大；当比表面积大于2000m^2/g时，活性炭的双层电容量稳定在0.08～0.10F/m^2。     

石油焦制备高比表面积活性炭中试研究

以石油焦为原料、KOH为主要活化剂采用化学活化法制高比表面积活性炭完成了小试规模20倍的中试放大试验。中试最佳工艺条件:活化温度800℃,活化时间50min,m(活化剂)∶m(石油焦)=4∶1,制得比表面积大于3 000m2/g的高比表面积活性炭,并做了节能条件试验考察及系列产品开发。     

甲烷在高比表面积活性炭上吸附行为的初步研究

采用以石油焦为原料、ＫＯＨ为活化剂制得的高比表面积活性炭作为吸附剂,研究了甲烷在这种活性炭上的吸附行为,探讨了活性炭的比表面积和孔结构与其甲烷吸附性能的关系以及吸附温度对甲烷吸附行为的影响。结果发现,活性炭的比表面积和孔结构是决定其甲烷吸附性能的主要因素;活性炭对甲烷的吸附量随吸附温度的升高逐渐减少;比表面积为２９５３ｍ２／ｇ的高比表面积活性炭在２６℃、３．５ＭＰａ下对甲烷的质量吸附量为０．２８９ｇ／ｇ,换算为标准状态（ＳＴＰ）下的体积吸附量为１２１Ｖ／Ｖ。     

预氧化HP40合金表面催化结焦的研究

为研究不同的表面状态对HP40合金表面催化结焦的影响,分别以水蒸气、空气为预氧化气氛,对HP40合金试样进行了不同温度的氧化处理以及氧化后结焦实验。利用XRD,SEM,TEM对氧化层和焦炭的形貌进行了表征,采用元素分析仪和拉曼（Raman）光谱仪对焦炭的碳氢比和结构进行了分析。结果表明：合金试样经水蒸气氧化后,表面形成了针状、富铁氧化物; 经空气氧化后,表面形成颗粒状、致密的富铬氧化物,随氧化温度升高部分试样的氧化层出现了剥落,剥落后的疏松、多孔表面对催化结焦有强烈的促进作用。焦炭主要为典型的催化丝状焦,焦丝的直径约80 nm,还含有少量的热裂解焦;焦炭缩合度较高,由有序状炭和无序状炭共同构成,且石墨化程度低。不同的预氧化气氛对合金表面氧化状态影响较大,但是对后续结焦过程,焦炭的形貌和结构无明显影响。     

甲烷在高比表面活性炭上脱附行为的研究

用以石油焦为原料、ＫＯＨ为活化剂制得的高比表面积活性炭作为吸附剂,研究了甲烷在这种吸附剂上的脱附行为,探讨了活性炭的ＢＥＴ比表面积和孔结构与甲烷脱附性能的关系以及脱附温度和脱附时间对甲烷脱附行为的影响。结果发现：在这种高比表面积活性炭上,甲烷存在着明显的不可逆吸附;活性炭的比表面积和孔结构对甲烷的脱附性能有一定影响,并且随着脱附温度的升高和脱附时间的延长,脱附量逐渐增多