天然气储存用多孔炭的研究——I．高比表面积多孔炭的制备

以含碳量高且相对洁净的大庆石油焦为原料，通过KOH化学活化，制备出比表面积为2830m^2／g且具有良好吸附性能的粉状多孔炭。考察了反应时间、反应温度、升温速率和剂料质量比、急冷温度等因素对活化结果的影响。结果表明，当活化温度为800℃，活化时间为1h，剂料质量比为4：1，升温速率为4℃／min，急冷温度为500℃时活化效果比较理想。     

KOH活化法制备椰壳活性炭研究

以椰壳炭化料为原料,采用KOH活化法制备活性炭,研究了KOH/炭化料的质量比、升温速率、活化温度和活化时间对活性性能的影响。实验结果表明,KOH/炭化料的质量比是该方法制备活性炭的最主要影响因素,较优的工艺参数为:KOH/炭化料的质量比为4∶1、升温速率为5℃/min、活化温度为800℃、活化时间为1 h。同时制备得到了比表面积达到2413 m2/g、微孔容积达到1.02 cm3/g,且以0.9 nm以下微孔为主的椰壳活性炭。     

煤基粉焦制活性炭及吸附苯酚的性能研究

以煤基粉焦为原料,氢氧化钾为活化剂,制备粉焦基活性炭,探索其对苯酚的吸附规律。结果表明,剂料质量比为2,升温速率为10℃/min, 800℃活化90 min时,所制活性炭亚甲基蓝值为354.54 mg/g,产率为82.40%;苯酚初始浓度增加,可提高活性炭平衡吸附值,吸附符合Langmuir方程,温度升高不利于吸附,活性炭吸附平衡时间为4 h,振荡速率提高可缩短吸附平衡时间,浓度、温度和振荡速率变化不改变吸附过程规律,吸附过程符合准二级动力学方程。     

不同活化制度对活性炭制备工艺的影响

以辣椒秸秆为原料、K_2CO_3为活化剂制备活性炭(AC),研究不同活化制度对AC制备工艺的影响。选取活化温度、活化时间、浸泡时间、K_2CO_3/炭化料比率和升温速率为影响因子,通过Plackett-Burman(P-B)设计筛选出主要因子,采用中心复合设计法(Central Composite Design,CCD)对其优化,得到样品比表面积和得率的预测模型,并验证和确定最佳制备工艺。利用扫描电子显微镜(SEM)和比表面积及孔径分析仪对样品的形貌和结构进行表征分析。结果表明:对AC比表面积和得率影响显著(P0.05)的活化因子依次为:活化温度活化时间升温速率;最佳工艺条件为活化温度835℃,活化时间1.95 h,升温速率4.5℃/min。在此条件下AC比表面积、得率分别为1648.30 m~2/g、34.29%,与预测值(1728.48 m~2/g、34.68%)的误差分别为4.63%(5%)、1.12%(5%),为辣椒秸秆的资源化利用提供参考。     

石油焦基多孔炭电极材料的制备及调控

以石油焦为原料,氢氧化钾为活化剂,采用化学活化法制得中孔丰富、比表面积高的多孔炭。通过硝酸铁溶液浸渍,再经高温热处理,或在高温过程中通入CO2,对多孔炭进行孔结构深度调控。将所制多孔炭用作电化学电容器电极材料,通过恒流充放电、循环伏安测试其电化学性能,采用氮气吸附法测定多孔炭的比表面积及孔径分布。结果表明:KOH与石油焦质量比为3∶1,活化温度850℃,活化时间90 min时,可以制得比表面积为2 738 m2/g,总孔容为1.51 cm3/g,中孔率为43.2%的多孔炭,在电流密度为100 mA/g时,该电极在6 mol/L KOH电解液中的比电容值高达256.6 F/g。多孔炭经金属盐溶液浸渍并经CO2二次活化后,中孔率由43.2%提高至70.7%,尽管因比表面积的下降造成了电极比电容值的下降,但由于中孔率的提高,电极的充放电速率明显加快。     

用于超级电容器的生物形态多孔炭的制备及表征

以天然木质材料为原料,以ZnCl2为活化剂,采用一步化学活化法制备了保留木材天然结构的生物形态多孔炭。研究了活化工艺参数对多孔炭的孔结构和表面形貌的影响,并初步探讨了活化机理。结果表明:活化剂ZnCl2对于生物形态多孔炭具有很好的活化作用,通过改变ZnCl2/多孔炭的浸渍比、活化温度,可以调控多孔炭的孔结构和表面形貌。活化温度450℃,浸渍比为7时,多孔炭的BET比表面积为771.6m2/g;浸渍比为5,活化温度900℃,多孔炭的BET比表面积为951.34m2/g。ZnCl2具有催化脱羟基和脱水的作用,并促进芳烃缩合反应,对多孔炭表面产生造孔和扩孔作用,随着浸渍比的提高和活化温度的升高,扩孔作用明显。     

KOH活化丝瓜络制备高比表面积活性炭

为了探讨以丝瓜络为原料制备高比表面积活性炭的最佳条件,通过设计正交实验,研究了碱炭比、活化温度、活化时间和升温速率等因素对KOH活化丝瓜络制备活性炭性能的影响。结果表明：KOH活化丝瓜络制备活性炭的最佳条件为：碱炭比为4、活化温度800 ℃,活化时间30 min,升温速率10 ℃/ min。在此条件下制备的活性炭为多孔、非晶型的无定形碳,具有高的比表面积（3545 m2/g）和强的吸附性能,其碘值和亚甲基蓝值分别达到2926 mg/g和528.58 mg/g;为丝瓜络的高值化利用提供了一条有价值的途径。     

活化工艺对石油焦基活性炭孔结构和电化学性能的影响

以石油焦为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制备超级电容器用活性炭材料。考察了活化温度、碱炭比及升温速率对活性炭比表面积、孔结构参数及电化学性能的影响。研究表明:原料种类及活化工艺对活性炭比表面积、孔结构和电化学性能影响显著,在碱炭比为3.5:1、活化温度为850℃、升温速率为2℃/min和保温时间为2h的优化条件下制备的活性炭,其比表面积为2824 m~2/g,中孔率为20.27%,1 mA/cm~2的放电电流密度下的有机电解液体系里比电容达169 F/g,随着充放电电流的增大,容量基本没有衰减,具有较好的功率特性。     

煤层气变压吸附用炭分子筛的制备研究

为解决煤层抽放气中CH4/N2的分离问题,以椰壳炭化料为原料,采用炭化、活化和炭沉积相结合的方法,以苯为沉积剂,改变工艺条件,制备了不同性能的炭分子筛,研究了炭分子筛前驱体的种类、苯流量对炭分子筛分离效果的影响,结果表明,在炭化温度450℃,炭化时间40 min,活化温度850℃,活化时间120 min时制备的炭分子筛前驱体,进一步制成炭分子筛对CH4/N2的分离效果最好;在750℃,沉积时间30 min,苯流量0.45 m L/min时制备的炭分子筛对CH4/N2的分离效果最好。     

KOH活化制备多孔碳纤维及其CO_2吸附性能研究

采用活性碳纤维(ACFs)为原料,以KOH为化学活化剂,在ACFs:KOH的质量比为4∶1时,研究了不同活化温度下制备的多孔碳纤维的结构性能。用N2吸附仪测定多孔碳纤维的比表面积、孔容及孔径分布,通过变压吸附法研究了多孔碳纤维对CO_2的吸附性能,探讨了不同活化温度下对多孔碳纤维的孔隙结构及CO_2吸附量的影响。实验结果表明,活化温度对多孔碳材料的比表面积、孔径分布及孔容有良好的调控作用。当活化温度为900℃时,获得的多孔碳纤维有最大的比表面积(1702 m2/g)、最大孔容(0.902 cm3/g)及最大的CO_2吸附量(138 mg/g)。     

烧结法制备六钛酸钾晶须的工艺研究

用慢冷烧结法一次煅烧合成了长径比大干10、形貌优良的六钛酸钾(K2O·6TiO2)晶须.通过正交试验设计及结果分析,得出反应温度、保温时间以及升温速率对产物的影响主次关系,并对各项参数进行了优化.结果表明:反应温度影响最大,以1000℃为宜;其次为升温速率,在800℃之后保持3℃/min为宜;保温时间影响较小,以1h1.5h为宜.     

响应面法优化咖啡壳基高性能活性炭 活化条件的研究

以咖啡壳为原料、KOH为化学活化剂制备高性能活性炭,在单因素试验探索活化时间、活化温度和碱炭比对活性炭碘吸附值影响的基础上,运用响应面法进行活化工艺参数优化。通过对模型优化确定最佳工艺参数为活化时间5 min、活化温度950℃和碱炭比（KOH和咖啡壳炭化料质量比,下同）4∶1;该条件下制备的活性炭的碘吸附值为2 214 mg/g（实验值）,和预测值（2 209.5 mg/g）基本相符,验证了模型的有效性。     

稻壳合成纳米多孔生物炭用于吸附亚甲基蓝

采用KOH和KOH-Na OH作为活化剂,稻壳为原料,制备出活性生物炭,对亚甲基蓝的吸附表现出优异的性能。研究了单独用KOH活化和KOH-Na OH联合活化时,碱炭比、活化温度和活化时间的影响。结果表明,当KOH和生物炭的质量比为1∶1,活化温度为900℃,活化时间为1h时,活化后的生物炭的吸附能力为314.571mg·g^-1。但采用KOH-Na OH联合活化(稻壳∶KOH∶Na OH的质量比为1∶0.3∶0.7),活化温度为800℃,活化时间为1h,在相同的吸附条件下,活化生物炭的吸附容量为350.287mg·g^-1。采用扫描电子显微镜、比表面积分析仪和红外光谱仪来表征两种类型的活性生物炭。结果表明,它们的化学成分相似,都具有丰富的孔隙结构,但通过KOH-Na OH联合活化制备的稻壳炭主要是微孔,孔径分布更均匀,这被认为是高吸附能力的主要原因。     

天然气储存用多孔炭的研究Ⅱ.粉状多孔炭的成型及其二次活化

以酚醛树脂、煤焦油沥青为粘结剂对由大庆石油焦制得的粉状多孔炭进行成型实验，并对成型后的多孔炭用水蒸气进行二次活化，结果表明：粘结剂为煤焦油沥青，粘结剂与粉状炭质量比为1：2，成型温度为150℃时成型效果较好；水蒸气用量为7．0mL／min，活化温度为800℃，活化时间为1h的条件下，二次活化效果较好。     

碳酸钾法制备茶渣活性炭工艺优化及吸附性能

以牡丹花茶饮料生产末端残渣(以下简称"茶渣")为原料,以2 mol/L碳酸钾溶液为活化剂,制备茶渣活性炭。研究了剂料比、活化温度、活化时间对茶渣活性炭吸附性能的影响。结果表明,碳酸钾法制备残渣活性炭的最佳工艺参数为:碳酸钾/茶渣剂料比1∶1.5(质量比)、活化温度500℃、活化时间1 h,所得活性炭水分、灰分、得率、碘吸附值分别为4.67%,3.10%,9.89%,931.93 mg/g。接近于国家一级活性炭对碘吸附值的要求标准1 000 mg/g。pH=5时,茶渣活性炭对于苯酚最大吸附量和吸附率分别达到9.35 mg/g,吸附率94%。     

粉煤灰酸浸提铝及其动力学

对KF为助剂焙烧活化粉煤灰酸浸提铝过程进行了研究,考察了粉煤灰焙烧活化和盐酸浸出条件对粉煤灰中铝浸出率的影响及其浸出过程动力学. 结果表明,焙烧活化优化条件为：时间1 h、温度800℃、粉煤灰与KF质量比为20:4. 浸出温度90℃、浸出时间2 h、盐酸浓度4 mol/L、液固比4 mL/g的条件下,铝提取率达到92.46%. 粉煤灰烧结产物加热酸浸过程符合收缩未反应核模型,反应级数为0.3718,反应活化能为43.49 kJ/mol,过程速率为化学反应速率控制.     

活化条件对钒磷氧催化剂物性及反应性能的影响

对钒磷氧催化剂前驱体进行活化,通过正交试验确定了适宜的活化条件,并对催化剂进行了BET、XRD、XPS等表征.结果表明,影响顺酐收率的各因素主次顺序为:活化气氛＞活化时间、升温速率,适宜的活化条件为,水蒸气/空气比25％/75％,活化时间8h,升温速率5℃/min.此条件下活化的催化剂,比表面积达到37.098 m2/...     

神府丝炭制备分离CH_4/N_2的炭分子筛工艺及其性能研究

以神府煤丝炭(SFF)为原料,采用炭化-KOH活化-苯气相碳沉积方法制备用于变压吸附分离CH_4/N_2所用的成型炭分子筛(FCMS),活化过程的最优条件为:碱炭质量比=3∶1,活化温度为700℃,活化时间为90 min;碳沉积过程最优条件为:碳沉积温度为800℃,碳沉积时间为5 min,苯流率为3 m L/min,在此条件下,FCMS的碘吸附值和比表面积分别为985.23 mg/g和1 195.52 m2/g,微孔孔容占63.18%。利用FCMS进行了CH_4和N_2吸附量测试和Langmuir吸附模型的拟合,得出CH_4为强吸附组分,CH_4/N_2在FCMS上的分离系数为2.50。单塔穿透实验表明,CH_4在FCMS上的穿透时间延迟了171 s,证实了FCMS吸附甲烷的能力增强。     

碳酸钾法制备茶渣活性炭工艺优化及吸附性能

以牡丹花茶饮料生产末端残渣(以下简称"茶渣")为原料,以2 mol/L碳酸钾溶液为活化剂,制备茶渣活性炭。研究了剂料比、活化温度、活化时间对茶渣活性炭吸附性能的影响。结果表明,碳酸钾法制备残渣活性炭的最佳工艺参数为:碳酸钾/茶渣剂料比1∶1.5(质量比)、活化温度500℃、活化时间1 h,所得活性炭水分、灰分、得率、碘吸附值分别为4.67%,3.10%,9.89%,931.93 mg/g。接近于国家一级活性炭对碘吸附值的要求标准1 000 mg/g。pH=5时,茶渣活性炭对于苯酚最大吸附量和吸附率分别达到9.35 mg/g,吸附率94%。     

酚醛树脂基多孔炭材料制备的研究

以酚醛树脂为炭前驱体、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为造孔剂,采用聚合物共混炭化法制备了多孔炭材料,考察了造孔剂PVB的含量、炭化温度和炭化时间对多孔炭材料比表面积和孔结构的影响.结果表明,在造孔剂PVB的含量为40%、炭化温度为700℃、炭化时间为1.0 h的条件下,可制得BET比表面积为540.4 m2·g-1、孔容为0.37 cm3·g-1、平均孔径为7.298 nm的多孔炭.