KOH活化法制備石油焦基活性炭.pdf

1、活性炭材料具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、超高比表面積、超大吸附性能等優(yōu)點(diǎn)，從而應(yīng)用在諸多領(lǐng)域，如氣體儲(chǔ)運(yùn)、富集、液體凈化、超級(jí)電容器、催化劑與催化劑載體等。堿法活化，特別是KOH活化石油焦制備活性炭是常用的方法，但連續(xù)制備過程中出現(xiàn)“粘壁問題”會(huì)嚴(yán)重影響反應(yīng)的進(jìn)行。本文從解決“粘壁問題”為出發(fā)點(diǎn)，將活化過程分割成低溫活化和高溫活化過程并分別進(jìn)行了考察。
　　本文以含S量不同的石油焦(PC)為原料，KOH為活化試劑，化學(xué)活化法制備活性炭材料。設(shè)

2、計(jì)并考察三種升溫模式對于低溫活化過程中“粘壁問題”的解決情況和其對低溫活化產(chǎn)物(PAC)孔道結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過低溫活化過程之后，“粘壁問題”得以消除，并提出低溫活化產(chǎn)物孔道結(jié)構(gòu)與升溫模式之間的關(guān)系。結(jié)合活化溫度對于活化產(chǎn)物孔道結(jié)構(gòu)影響證實(shí)孔道結(jié)構(gòu)與升溫模式之間的假設(shè)。同時(shí)考察了堿焦比例、混合方式、含硫情況差異（其中高硫焦記為HSPC，低硫焦記為LSPC）對于低溫活化產(chǎn)物孔道結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，上述因素都會(huì)影響到孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)展變化情

3、況。在堿焦(LSPC)比例2∶1、濕法混合、反應(yīng)終溫600℃并保持1h，其制備出的低溫活化產(chǎn)物(PAC)的比表面積(SBET)達(dá)到1520m2/g，總孔容(Vt)0.81cm3/g，微孔(Vmicro)0.67 cm3/g。低溫活化過程實(shí)現(xiàn)了發(fā)展孔道的目標(biāo)，并且孔道屬于微孔結(jié)構(gòu)。
　　初步考察高溫段活化溫度與升溫模式對于活化產(chǎn)物孔道結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷高溫活化階段，孔道可以獲得較大發(fā)展;采用不同升溫模式，存在著孔道結(jié)構(gòu)差異性。同時(shí)

4、發(fā)現(xiàn)高溫活化階段終溫與停留時(shí)間的差別對于微孔分布具有一定的調(diào)節(jié)作用。結(jié)合混合方式差異，考察一步活化法與兩步活化法制備活性炭材料孔道結(jié)構(gòu)，證實(shí)在活性炭制備過程中存在著“原位效應(yīng)”，同時(shí)得出表明K2CO3活化多孔材料有較好的作用，并提出堿法活化過程中K2CO3回收利用的方式。使用LSPC為原料，6℃/min由室溫升到到850℃并保持1h，其制備出活化產(chǎn)物比表面積為2591.37m2/g，總孔孔容1.70cm3/g，中孔孔容0.61 cm3/