煤基大孔活性炭的制备及表征

以宁夏太西煤和乌兰煤为原料,通过适当的制备工艺合成出具有较高比表面积的大孔煤基活性炭,并用物理吸附仪和扫描电镜进行了表征．结果表明,化学活化法制备的活性炭中微孔所占比例较大而大孔相对较小．物理活化法制备的活性炭中虽然含有相当数量的微孔,但大孔所占比例显著提高,而且平均孔径随着原料中乌兰煤质量分数的增加而增大．扫描电镜分析表明,当乌兰煤质量分数为15％时,活性炭颗粒整体活化效果较好,大孔孔径分布均匀,其原因可能与太西煤和乌兰煤协同活化机制有关．’     

煤基活性炭上K-Cu-Fe混合物的催化活化造孔及机理

采用浸渍法将混合催化剂KNO31%、Fe（NO3）347%、Cu（NO3）252%负载在经HF脱灰处理的商品活性炭（5F）上,并采用水蒸气二次活化的方法制备了改性活性炭（5F-AC-cat）,商品活性炭和5F样同条件活化作为对比,所得活性炭分别记作M-AC和5F-AC.测定了M-AC、5F-AC及5F-AC-cat的碘值、亚甲蓝值和孔径分布;借助XRD、SEM和EDX等手段分析了5F-AC-cat上催化剂的形态、形貌和分布情况,探讨了混合催化剂的催化造孔机理.结果表明,相同活化条件下,M-AC、5F-AC及5F-AC-cat的烧失率相近,碘值相近;5F-AC-cat的亚甲蓝值分别高于5F-AC和M-AC的亚甲蓝值20,mg/g、31,mg/g;孔径分布结果显示负载混合催化剂后活性炭3.5～4.0,nm的孔明显增加;证实了混合催化剂的催化造中孔能力.结合SEM和EDX结果发现,有催化气化造孔作用的活性成分主要是Cu和Fe,而且Cu的比例高达90%以上;值得注意的是,Cu、Fe催化剂只要和煤中其他无机矿物质结合就会失去催化造孔性能;K主要是以和灰分相结合的状态存在.含Cu、Fe催化剂的催化造孔机理为氧传递机理.     

煤基高比表面积活性炭的制备研究

以山西阳泉无烟煤为原料,NaOH为活性剂,采用化学活化法对煤基高比表面积活性炭的制备进行实验分析研究,着重考察了碱炭质量比、活化温度和活化时间对活性炭吸附性能的影响。结果表明,在碱炭比为4、活化温度为800℃、活化时间为1 h的条件下,可以制得比表面积为2 637 m2/g、总孔容为1.36 cm3/g、碘吸附值为2 893 mg/g、亚甲蓝吸附值为476 mg/g的煤基高比表面积活性炭。     

煤基磁性活性炭的制备

以大同烟煤为原料、Fe3O4作为添加剂,催化制备了煤基磁性活性炭(MCAC).利用氮气吸附等温线表征了MCAC的孔隙结构,并考察了其吸附性能(碘值、亚甲兰值)和磁学性能.结果表明,Fe3O4对MCAC孔隙的产生具有催化作用,有利于活性炭中孔的形成和发育.其中添加10%Fe3O4的MCAC中孔率高达76.0%.MCAC与普通活性炭(AC-0)相比,碘吸附值明显降低,而亚甲兰吸附值显著提高.添加7%Fe3O4的MCAC,其碘值降低了25.5%,亚甲兰值提高了79.9%.添加适量的Fe3O4制备的MCAC具有较高的比饱和磁化强度和磁导率.Fe3O4质量分数为4%和10%时,所得MCAC的比饱和磁化强度分别是AC-0的24.4倍和44.5倍.     

不同活化方法对开心果壳活性炭的孔结构影响

以开心果壳为原料制备活性炭,通过在-196 ℃下测定活性炭的氮气吸附等温线,探讨ZnCl₂法、KCl法以及ZnCl₂-KCl-H₂O联合活化法对活性炭孔结构的影响.研究表明:ZnCl₂法制备的开心果果壳活性炭以微孔为主,采用40%ZnCl₂溶液浸渍,在500 ℃下活化1.5 h后得到的活性炭的比表面积为630 m²·g^-1;单独KCl活化法不能起到较好的活化效果;对于ZnCl₂活化法和KCl活化法,增加水蒸气活化都能增强活化效果,尤其对KCl活化的增强效果最为明显,使其比表面积增大近9倍,但其孔结构仍是微孔为主;ZnCl₂-KCl-H₂O联合活化法能有效增加活性炭的中孔,采用40%ZnCl₂和6%KCl溶液浸渍,在900 ℃下活化1.5 h后得到的活性炭的中孔添加量为0.10 cm³·g^-1,比表面为740 m²·g^-1,中孔孔径集中在4 nm.     

中国煤质活性炭工业的发展趋势

介绍了我国活性炭尤其是煤质活性炭生产及在各领域中的应用情况，分析了活性炭工业的发展趋势和发展方向，论述了煤质无定形破碎炭生产工艺的改进及提高产品质量的措施。     

活性炭孔结构的混合碱改性

具有较大比表面积的且以微孔孔隙居多的活性炭对气体小分子具有较好的吸附性能,以椰壳活性炭为原料、KOH/NaOH为活化扩孔剂,考察了温度、时间以及KOH与NaOH的质量比对活性炭孔隙结构的影响,使用N2在77 K下对产品活性炭进行表征测试。表征结果表明,当m(KHO)∶m(NaOH)为4∶1、溶液浓度为50%时,活性炭在600℃下活化4 h所得的活性炭产品平均孔径最大。对比HK模型和DFT模型对微孔活性炭孔径分布的分析结果,表明DFT模型更符合实际情况。经过孔结构改性的活性炭对CH4与CO2吸附能力均有提高。     

微波法制备的煤基活性炭对芘吸附行为的研究

持久性有机污染物多环芳烃(PAHs)由于其难生物降解的特性对环境造成了极大的危害,本研究以新疆丰富的煤炭为原料,采用微波法制备煤基活性炭(CAC),并利用其吸附性能对典型PAHs芘进行吸附去除,研究各因素对吸附的影响。结果表明:随着温度的升高,吸附率和吸附量降低;随着CAC用量的增加,吸附率升高,吸附量降低;随着溶液初始浓度的增加,吸附率降低,吸附量增大,而溶液的初始pH和转速对吸附影响较小;在温度25~55℃之间探讨了其吸附等温线及吸附动力学,Langmuir模型和拟二级动力学模型可很好地描述吸附行为,表明CAC对芘的吸附属单分子层吸附且吸附过程存在化学作用;CAC对芘的吸附量高达88.08 mg/g,具有良好的吸附作用,表明利用CAC可控制PAHs对环境造成的污染。     

高质量煤基活性炭炭化料的制备研究进展

就制备高性能活性炭的炭化料作了综合论述，介绍了原料的选取、炭化路径及其速度的控制、煤的氧化改性和化学药荆的添加等因素对炭化物结构的影响。     

煤基活性炭制备及其电催化应用研究进展

煤炭是世界上储量最为丰富的化石燃料之一,是制造多孔碳、纳米碳、碳质复合材料和石墨烯的主要原料。燃料电池是一种通过化学反应将化学燃料直接转化为电能的装置,它不受卡诺循环限制,具有高效率、高功率密度和环境友好等特点,有着巨大的应用前景。但其阴极氧还原反应(cathodic oxygen reduction reaction, ORR)动力学非常缓慢,需要在催化剂的作用下加速其反应。现有的催化剂主要是贵金属Pt,但Pt资源储量少、成本高、稳定性差,限制了燃料电池的商业化应用。近年来的研究表明,碳基材料是最有希望替代Pt的催化剂材料。基于此,对近年来煤基多孔碳的制备方法进行了综述,并在此基础上阐述了以煤基活性炭为基体的燃料电池用氧还原电催化剂的研究进展。     

磷酸活化法黄麻杆活性炭的制备及表征

以黄麻杆为原料,采用磷酸活化法制备活性炭,通过正交试验探讨了磷酸浓度、活化温度、活化时间对活性炭得率和吸附性能的影响,确立了最佳制备工艺,即：磷酸浓度2mol／L、活化温度400℃、活化时间1h．实验结果表明：在最佳工艺条件下制得的黄麻杆活性炭得率为4,2．93％,碘吸附值为1059．26mg／g,亚甲基蓝吸附值为353．10mg／g,比表面积为1779．4m㎡／g,总孔容为0．960m3／g,平均孔径为2．16nm,呈现出高中孔率结构．     

高性能活性炭制备技术新进展

根据活性炭制备过程的特点,概述了活性炭制备前期、中期、后期过程中的主要制备技术,比较了不同制备阶段不同制备技术的特点,为制备高性能活性炭及其应用提供了参考.     

负载Pd/Cu活性碳纤维的孔结构研究

采用吸附仪测定了所制负载金属活性碳纤维的吸附等温线 ,然后用不同理论方法对孔径分布进行表征分析。结果表明负载Pd Cu的活性碳纤维仍以微孔为主 ,微孔孔径呈单分布。随着活性碳纤维负载Pd Cu量的增加 ,中孔孔容增大 ,纤维孔径分布曲线的举点 (峰值 )位置略有增加 ,平均微孔孔径增大 ,但负载量在 10 %以内时最大微孔孔容和BET比表面积下降。负载Pd Cu活性碳纤维的孔结构特征与催化反应性能有密切联系     

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。     

超低灰煤制备优质活性炭的研究

从炭化物的灰分对煤基活性炭吸附性能的影响出发，对摩擦电选生产的超低灰煤（灰分低于2％）制备活性炭进行了研究，制备出友分为3.9％，比表面达1312m2／g,碘值达1165mg／g，强度达96％的优质活性炭。