煤基活性炭的制备研究进展

煤基活性炭因其独特的孔隙结构和优良的吸附性能,现已广泛应用于人们的日常生活中。本文概述了煤基活性炭的制备研究进展及成果。介绍了整个煤基活性炭的制备工艺流程,以及在煤基活性炭生产过程中的炭化与活化工序及其研究进展。     

煤基活性炭的发展趋势及其定向制备

介绍了活性炭新产品开发的现状,分析了我国煤基活性炭的发展趋势。并从影响活性炭性能的两个因素出发（孔结构、表面基团）,阐述定向制备煤基活性炭的原理。根据用途和应用领域对吸附剂性能的要求来对活性炭的孔结构和表面性质进行调控,即定向制备活性炭。     

煤基压块活性炭制备工艺研究

以大同烟煤和陕西府谷煤为原料进行实验,利用水蒸气活化法,制备不同配比的具有较高焦糖脱色率的压块活性炭。实验结果表明:在大同煤:府谷煤质量比为6:4,炭化温度550℃、活化温度930℃、烧失率73.5%的条件下,制得的活性炭性能较佳,其指标分别为强度98%,碘吸附值1 130 mg/g,亚甲基蓝吸附值260 mg/g,焦糖脱色率达到98%。     

煤基活性炭的定向制备与再生研究

对煤基活性炭生产过程中炭化与活化的机理展开了详细的分析和论述,同时分析了制备过程中影响质量的因素,并且具体分析了活性炭电极材料的定向制备.以我国的经济和环保为出发点,介绍了活性炭再生以及评价方法,为煤基活性炭的快速发展提供参考.     

中孔煤基磁性活性炭的制备及性能表征

为提高活性炭的回收性能,以褐煤为原料,Fe3O4为赋磁剂,采用一步法制备了中孔煤基磁性活性炭,并通过低温氮气吸附、X射线衍射光谱(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对磁性活性炭的比表面积、孔隙结构、赋磁剂晶型、磁性能进行表征,研究了炭化和活化条件对磁性活性炭性能的影响。结果表明,Fe3O4不仅能催化炭烧蚀,而且能赋予活性炭磁性,最终以生成的Fe O、γ-Fe2O3和未反应的Fe3O4形式分散在磁性活性炭内。在Fe3O4添加量6%,炭化温度650℃,炭化60 min,活化温度930℃,活化时间120 min,水蒸气流量0.77 g/(g·h)的优化工艺条件下,煤基磁性中孔活性炭的比表面积达到370 m2/g,中孔率达到55.7%,比饱和磁化强度1.36 emu/g,剩磁0.46 emu/g,矫顽力643.17Oe,比磁化率7.19×10-6m3/kg。该煤基磁性活性炭属弱磁性矿物类,可采用强磁选机进行磁选回收。     

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.     

煤基活性炭超级电容器的原料优化及工艺探讨

为制备煤基活性炭超级电容器,选褐煤、焦煤、无烟煤三种典型煤种为原料,以盐(KCl)、碱(KHCO3)、酸(H3PO4)为活化剂,探索煤种和活化剂的优化组合.通过电性能测试结果表明:KHCO3制备活性炭超级电容器性能最好;在KHCO3作为活化剂,褐煤、焦煤、无烟煤作原料条件下,褐煤制备的活性炭超级电容器性能最优,随活化温度的升高其比表面积先增大后减小,550 ℃时活性炭制备超级电容器性能最佳,比表面积最高达360 m2/g,比电容量和充放电效率最高分别为73 F/g和62.3%,经过10次循环后,容量保持率最高为70%.     

油茶壳残渣制备活性炭的工艺

以油茶壳醇浸取后残渣为原料,以磷酸活化法制备活性炭,考察了浸渍比、磷酸质量分数和活化温度等对活性炭吸附性能及其得率的影响;活性炭的吸附性能由碘吸附值、亚甲基蓝吸附值表征。结果表明,在酸/炭浸渍比为3:1、磷酸质量分数70%、活化温度500℃时,活性炭的吸附性能最佳,其碘、亚甲基蓝吸附值和得率分别为1043.29mg/g、148.5mg/g和38.77%。采用物理吸附仪在77K下测定其N₂吸附脱附等温线,利用BET法和BJH法计算比表面积和孔径分布,其比表面积为1626.45m²/g,平均孔径为4.7nm,总孔容为1.94cm³/g。同时采用FTIR和XRD分析了活性炭的表面官能团和微观结构。     

制备高比表面积煤基活性炭的理论基础

活性炭优异的吸附性能是以其内部所含的很大的孔容和巨大的内表面积为基础的。在活性炭内的各种孔隙中，以微孔对总比表面积值的贡献最大。微孔的实质是活性炭微晶结构中弯曲的和变形的芳环层或带之间的分子尺寸大小的间隙。高微孔容积活性炭的微晶结构是平面化组成成分进行无规则的、取向性低的排列，即难石墨化炭占主要构成。有机物热解形成炭素前驱体的低温炭化过程对炭素材料的微晶结构有决定性影响，炭素前驱体的结构决定了进一步加热处理时的高温型结构。对于原材料中尚无择优取向排列结构的有机物，经液相炭化，一般形成易石墨化的炭素前驱体；而若经固相炭化，则一般形成难石墨化的炭素前驱体。活性炭作为固相热破坏多孔性产物，其基本微晶结构同样在低温炭化过程中基本形成。以煤为原料，制取优质活性炭的根本途径在于：以无择优取向排列结构的煤作为生产活性炭的原料；控制炭化过程，使原料煤经固相炭化，生成各向同性、难石墨化的炭化物。     

活性炭的制备及孔结构优化研究进展

我国是全球最大的活性炭生产国、销售国和使用国,目前工业和生活领域对活性炭的需求也逐年上升,活性炭行业正处于快速发展阶段,在全力推进碳达峰碳中和各项工作和推进生态文明建设中,活性炭也发挥着不可或缺的作用。本文分析了当前活性炭的市场,对活性炭的原料进行了深入分析,介绍了活性炭的孔结构表征手段、生产方法、影响因素和应用进展,并对活性炭孔结构优化技术的研究成果进行了综述,旨在推动活性炭在绿色低碳技术应用中发挥更大的作用。     

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。     

调整煤质活性炭孔隙结构的工艺途径

提出了调整煤质活性炭孔隙结构的三个方案，试图生产一种大、中、微孔合理分布的活性炭，扩大其应用领域。文章给出了三种新工艺所制样品的孔分布图，并进行讨论，结果表明，焦煤对调整活性炭中孔率的作用最明显     

大同煤生产柱状活性炭的工艺探讨

介绍了以大同煤为原料，采用成型法制造柱状活性炭的生产工艺。     

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。     

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。     

利用选煤厂煤泥制备颗粒活性炭的研究

以选煤厂煤泥为基础原料 ,用煤焦油、沥青作为粘结剂 ,研制出质量较好的颗粒活性炭 ,强度达 91 %,吸碘值为 955mg/g,比表面积为 96 0 m2 /g     

煤基活性炭的制备及其对冶炼废水中镍离子的吸附

以新疆水西沟煤为原料,采用水蒸气化学活化法制备活性炭,考察了不同炭化温度、炭化时间、活化温度、活化时间下制得的活性炭对亚甲基蓝值和碘值的影响,确定了煤基活性炭制备最适宜的工艺条件(炭化温度为500℃、炭化时间为2 h、活化温度为900℃、活化时间为2 h),探讨了煤基活性炭对冶炼废水中镍离子的吸附性能。结果表明制备的煤基活性炭对冶炼废水中镍离子具有很好的吸附效果,当p H为8、活性炭投加量为7 g/L、温度为50℃、吸附时间为30 min时,废水中镍离子的去除率可达到94.7%。     

煤基活性炭共价固载铁离子有机配合物催化剂的制备及其催化合成苯甲醛的研究

采用煤基活性炭为载体,通过20%稀HNO3氧化处理,先后接枝γ-胺丙基-三-乙氧基硅烷、偏苯三酸酐,络合反应,成功制备了含双羧基双齿配体配合铁铬离子催化剂,其结构通过FT-IR、SEM、XRD等手段得到确证。经初步实验评估发现,该催化剂氧化甲苯合成苯甲醛的收率最高可达16.9%,选择性达72.5%。     

植物基活性炭孔隙调控研究进展

植物基活性炭具有原料来源广泛、价格低廉、制备时间短、工艺成熟、所得产品比表面积大、孔隙结构发达、杂元素含量低、热稳定性和化学稳定性优良等特点,在环保领域的使用量逐年上升。本文系统介绍了植物原料热解过程中三大组分(纤维素、半纤维素和木质素)对所制得的炭化料及活化料孔隙结构的影响,对比总结了制备植物基活性炭常用的物理活化法、化学活化法(KOH活化法、H₃PO₄活化法和ZnCl₂活化法)、催化活化法和热解自活化过程中成孔反应机理以及形成的孔结构特点,指出研究工作中存在的问题,并提出了植物基活性炭孔隙调控未来的研究方向。