石油沥青基球形活性炭的制备

以石油沥青为主要原料并采用新颖的悬浮法制得沥青球后进行沥青球的空气氧化不熔化和碳化活化，最终得到沥青基球形活性炭（PSAC），借助扫描电子显微镜（SEM）和BET试，所制得的PSAC球形度好，粒径分布范围窄，是一种高性能的炭质吸附材料，探讨了空气氧化对沥青基球形活性炭球形度的影响以及炭化活化工艺中的影响因素，证明了沥青球粒径，活化温度，活化时间等因素对活化有较大影响，，其中活化温度是最主要的影响因素，已摸索出较好的活化工艺参数：活化温度为950℃，最佳活化时间为240min,CO2流量为150－180mL/min.     

炭黑/煤焦油沥青基球形活性炭的制备及表征

以煤焦油沥青为前驱体,采用反溶剂沉淀法来构建沥青的球形结构,并在此过程中添加炭黑颗粒,利用后续炭化过程中两种物质的界面分离增加孔道结构,应用KOH活化法制备煤沥青基球形活性炭.系统地讨论炭黑添加量、炭化温度、活化温度、KOH添加量等因素对复合球形活性炭的微观形貌及孔道结构参数的影响.实验结果表明,炭黑添加量对球形活性炭的形貌结构和比表面积有着重要影响.炭化温度过低、活化温度过高、KOH添加过多均会导致制备的样品难以维持球形形貌.因此,调控适宜的制备条件才能制备出比表面积较大、球形度良好的球形活性炭.     

高比表面积中间相沥青基活性炭微球的制备

中间相沥青与纳米SiO2颗粒混合研磨至均匀,在450～550℃热处理后制备出中间相沥青基炭微球.以KOH为活化剂,对所制备的炭微球进行化学活化,获得高比表面积(大于3000 m2·g-1)的中孔型活性炭微球.中间相沥青基炭微球制备时的热处理温度以及活化过程中的活化剂配比决定着活性炭微球的结构与形态.     

预氧化方式对沥青基球形活性炭制备过程的影响

分别以30%HNO3溶液（质量百分数,下同）和空气为氧化介质处理沥青球,制备了沥青基球形活性炭。分别采用热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、气体吸附仪、扫描电子显微镜等对氧化沥青球、炭化料、沥青基球形活性炭等进行了分析与表征。结果表明：沥青球在HNO3氧化过程中主要引入—NO2官能团,该官能团在炭化过程中促进了沥青分子的交联和聚合,降低了沥青球挥发分的逸出,增加了炭收率;炭化后沥青球内部残留的氮（1.4%）提升了碳表面与活化剂的亲和力,加速了活化反应的进行。沥青球在空气氧化中的结合氧主要以C—O—C和C=O的形式存在,沥青分子在氧化过程中被交联成刚性或链状大分子,保证了炭化过程的顺利进行。     

胺接枝活性炭的制备及其对CO_2的吸附性能

将胺基改性应用到沥青基球形活性炭上制备改性活性炭。分别考察了改性温度、接枝胺基种类和前处理条件对制得的改性活性炭吸附CO2能力的影响,结果表明400℃下,乙二胺氧化接枝的沥青基球形活性炭吸附CO2能力最强,吸附量可达12.35mg/g。     

氯化锌活化制备沥青基球形活性炭

采用ZnCl2化学活化法和水蒸气物理活化法制备了系列沥青基球形活性炭。研究了活化工艺对最终活化样品孔隙结构的影响;对比分析了在具有相近BET比表面积和总孔孔容时,两种活化方法对所制得样品孔径分布的影响。结果表明:在活化温度为500℃、ZnCl2与碳浸渍质量比为2∶1、活化时间为3 h时,ZnCl2活化样品具有最佳的BET比表面积,为961 m2/g。与传统的水蒸气物理活化法相比,ZnCl2化学活化法更有利于中孔结构的发展。     

添加炭黑对石油沥青基球形活性炭孔结构的影响

以添加炭黑的石油沥青为原料，采用悬浮成球的方法和CO2活化工艺，制得了比表面积约为1493m^2/g而且富含3.6nm左右中孔的石油沥青基球形活性炭（PSAC）。通过吸附性能测定和XRD分析，对添加炭黑和未添加炭黑的PSAC的孔结构进行了对比研究，少量炭黑的加入导致了很大程度炭微晶层面的破坏和微晶细化，同时沥青与炭黑在收缩应力的作用下发生界面剥离，为CO2进入球体内部提供通道，促进了孔隙的发展。     

酚醛树脂基球形活性炭的制备及其吸附性能

对球形酚醛树脂制备活性炭的方法进行了优化并探讨了其吸附性能.分别对合成球形酚醛树脂过程中所用原料、转速进行了筛选,优化了由酚醛树脂制备活性炭的炭化和水蒸气活化过程,并考察了活性炭的吸附性能.对吸附性能优异的活性炭进行了氮气吸附-脱附等温线、比表面积及微孔体积的测定.结果表明:苯酚、甲醛和三乙烯四胺为合成球形酚醛树脂的最佳原料,三者的物质的量比为1∶1.13∶0.04.在转速为600 r/min时可获得粒径为0.35~0.50 mm的球形酚醛树脂.酚醛树脂经过600 ℃炭化和800 ℃活化过程制得球形活性炭.活性炭符合IUPAC定义的I型吸附曲线,孔径分布以微孔(0.5~2 nm)为主,比表面积可达1 431.89 m²/g,对DL-β氨基异丁酸和α-淀粉酶的吸附效率分别为63.41%和19.77%.     

淀粉基活性炭的制备及在超级电容器中的应用

以淀粉为原料,分别采用H₃PO₄活化法和物理-化学复合活化法制备活性炭,并将制备的活性炭组装成超级电容器。研究了制备工艺对活性炭孔结构及电容特性的影响;通过氮气吸附和SEM方法表征了淀粉基活性炭的孔结构和表面形貌,通过循环伏安曲线、恒流充放电、交流阻抗实验考察了其电化学性能。结果表明,比表面积与比电容并没有线性关系;物理-化学复合活化法在温度为850 ℃、活化时间为2h条件下,制备的淀粉基活性炭比表面积为1438 m²/g,比电容为150 F/g。     

应用模板法从煤沥青制备中孔活性炭

以煤沥青为原料,应用纳米二氧化硅模板法制备中孔活性炭,并考察焦模比、碱碳比以及活化温度对活性炭孔结构和收率的影响.结果表明,所得活性炭试样孔径分布最大值与模板剂孔径尺寸相吻合.在焦模比为2∶1、碱碳比为4.5∶1、活化温度为850 ℃时,所制活性炭总比表面积为1 729 m2/g,其中中孔比表面积为1 702 m2/g,占总比表面积的98.43%.