乙烯焦油基活性炭的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、乙烯焦油是乙烯裂解過程中原料及產(chǎn)品高溫縮合的產(chǎn)物，組成十分復(fù)雜，產(chǎn)量極大。本論文以乙烯焦油為原料，提出一種以化學(xué)合成的原位Mg(OH)2為模板，制備具有窄孔徑分布活性炭的新路徑，主要流程包括室溫條件下合成模板劑以及高溫炭化步驟。此種工藝操作簡單，模板劑易于移除；此外，經(jīng)過H2SO4洗滌后的殘余溶液中含有大量MgSO4，可作為模板劑的鎂源，實(shí)現(xiàn)模板劑再生。
　　本論文以乙烯焦油作為原料，采用不同的加工方式得到用于活制備活性炭的兩種不

2、同的炭質(zhì)前驅(qū)體。一種是通過正庚烷抽提過程，以得到瀝青質(zhì)作為富炭前驅(qū)體論證了這種新型合成路徑的原理及可行性。所制備出活性炭的結(jié)構(gòu)通過掃描電鏡和氮?dú)馕矫摳竭M(jìn)行表征，結(jié)果表明：800℃炭化樣品的比表面積高達(dá)1362m2/g，且具有較窄的孔徑分布。樣品的電化學(xué)性能在6mol/L的KOH溶液中進(jìn)行測試，結(jié)果表明：當(dāng)電流密度為0.35A/g，樣品的比電容高達(dá)212.5F/g。
　　原料的另一種處理方式是通過縮聚形成中間相瀝青，并以此作為炭質(zhì)

3、前驅(qū)體通過上述模板炭化路徑制備活性炭。本論文考察了不同的模板劑含量、炭化溫度、高溫停留時(shí)間以及濃酸氧化溫度對活性炭性能的影響。結(jié)果表明：隨著模板劑用量的增大，所得活性炭樣品的比表面積先增大后減小，樣品MSAC-818的比表面積高達(dá)1254.32m2/g。隨著炭化溫度的升高，樣品的比表面積先增大后減小，800℃炭化樣品MSAC-816具有最高的比表面積和總孔容。不同停留時(shí)間對樣品的比表面積影響不大，但對其孔徑分布有較大影響。隨著濃酸氧化溫

4、度的提高，各樣品比表面積相似，介孔含量變大。
　　不同工藝條件對于樣品電化學(xué)性能的影響如下：隨著模板劑用量的增加，樣品的比電容先增大后減小，在電流密度為0.5A/g時(shí)，樣品MSAC-818的比電容高達(dá)245F/g。樣品的比電容隨著炭化溫度的升高而減小，MSAC-716比電容最高，可逆性差。隨著炭化時(shí)間的增加，樣品的比電容先減小后增大，MSAC-826的比電容高達(dá)300F/g,但容量衰減較為嚴(yán)重；而MSAC-8-0.5-6和MSAC