由石油焦制高比表面积活性炭的研究

摘要

实验主要考察不同的制备工艺对石油焦基活性炭的影响，及原料的预处理对活性炭孔隙结构的影响。 采用将原料石油焦预先浸渍的方法来制备活性炭。将这一方法与常规的干混法进行对比，发现随着碱碳比的增加，活性炭比表面积随之增大，且较低碱碳比下，浸渍法可获得较大的比表面积，但在较高碱碳比下，干混法的效果则更好。 石油焦为原料干混制备活性炭进行粒度考察，发现随原料石油焦的粒度减小，炭化后制得活性炭比表面积逐渐增加。 本实验采用TGA、FTIR、XRD、元素分析和气体吸附等手段对在不同温度下的热处理的石油焦进行比较研究。实验结果表明：增大石油焦的热处理温度，干混制得活性炭的比表面积发生显著地减小，孔径分布也相应发生变化；较低温度下热处理得到的焦炭经过KOH活化，它的微晶厚度Lc发生大幅度的减小，而制得的活性炭比表面则很大。在110℃热处理得到的焦炭，经过KOH活化之后，微晶厚度Lc从2.26nm减小到0.51nm，得到的活性炭比表面积高达1997m2/g，微孔孔径分布则较窄。可以推论出，石油焦表面的含氧官能团(C-O、C-O-C、C-O-H)及一些烷基基团等构成活化过程的活性点，这些活性点对活性炭的孔隙的形成具有很重要的作用。

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引言

1文献综述

1.1活性炭的基本特征

1.1.1活性炭的结构

1.1.2活性炭的表面性质

1.2活性炭的制备工艺对对活性炭性质的影响

1.2.1原料的影响

1.2.2活化剂的影响

1.2.2活化工艺的影响

1.3活化机理

1.3.1碱活化

1.3.2石油焦基高比表面积活性炭的制备工艺

1.4活性炭孔结构的表征方法

1.4.1气体吸附

1.4.2X射线衍射法

1.5高比表面积活性炭的应用前景

2石油焦基活性炭的制备

2.1实验

2.1.1石油焦

2.1.2活性炭的制备

2.1.3活性炭的表征

2.2实验结果与讨论

2.2.1碱焦混合方式对活化效果的影响

2.2.2原料粒度对活化效果的影响

2.2.3活化载气流速对活化效果的影响

2.2.4不同溶剂浸泡活化产物对其比表面积的影响

2.3本章小结

3石油焦预炭化对活化效果的影响

3.1引言

3.2实验方法

3.2.1石油焦预炭化处理

3.2.2活性炭的制备

3.2.3石油焦及活性炭的表征

3.3高温预炭化对活化效果的影响

3.3.1元素分析

3.3.2热重分析

3.3.3红外表面官能团分析

3.3.4XRD分析

3.3.5活性炭的孔结构

3.4低温预炭化对活化效果的影响

3.4.1活性炭的孔结构

3.4.2FTIR分析

3.4.3XRD分析

3.5本章小结

结论

参考文献

致谢