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《南京工业大学》 2005年
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煤沥青基活性炭的制备与研究

王晓瑞  
【摘要】:本研究以中温煤沥青为原料,经空气氧化后,采用化学活化法制备出了比表面积高于1800m2/g 的活性炭材料。结果证明,以煤沥青为原料同样可以制备出高比表面积活性炭,这一研究不仅解决了活性炭原料来源受限问题,而且为大量的炼焦副产品找到了经济合理的利用路线。 煤沥青具有独特的化学性质,如软化点低,挥发分高,性能不稳定等,以煤沥青为原料直接制备的活性炭比表面积较低。为得到高比表面积活性炭,在参考大量文献的基础之上,选取空气氧化热聚合法对煤沥青进行稳定化预处理,再以预处理得到的前驱体制备活性炭,其比表面积远远高于处理前直接制备的活性炭比表面积。同时,采用挥发分、甲苯不溶物(TI)、元素分析、傅立叶红外(FTIR)、X 射线衍射(XRD)、偏光显微镜及扫描电镜(SEM)等表征手段对前驱体性能进行测试,发现以2℃/min 的速率升温至420℃,再恒温2h 得到的前驱体性能最佳,所制备的活性炭性能也达到最佳。 除原料性能对活性炭的影响较大外,制备过程中,很多因素对活性炭的比表面积、孔隙结构及吸附性能都有影响,所以本实验中分别考虑了前驱体粒度、碱炭比、润湿剂无水乙醇的添加量等配比因素的影响,并且采用正交实验设计方法对制备过程中炭化温度、炭化时间、活化温度、活化时间等工艺因素的影响进行了考察。实验发现,前驱体粒度对活性炭的性能有一定影响,但无明显规律;活性炭比表面积及碘吸附值随碱/炭(即碱的添加量)的增加而增加,但高的碱/炭将增大中孔比例;无水乙醇的加入导致活性炭比表面积及碘吸附性能下降,但是却对微孔的生成有利。在制备过程中,工艺条件对于比表面积的影响大小依次为:炭化时间活化时间炭化温度活化温度,且炭化温度450℃、炭化时间30min、活化温度800℃、活化时间100min时所制得的活性炭比表面积最大;对碘吸附影响大小依次为:活化时间炭化时间活化温度炭化温度,且在考察的水平范围内,炭化温度350℃、炭化时间30min、活化温度800℃、活化时间80min时所制得的活性炭碘吸附值最大。 根据KOH活化机理,活性炭发达的孔隙结构及高的比表面积主要产生于活化阶段,因此适当的活化温度和时间是保证活化反应充分进行的一个重要条件。活
【学位授予单位】:南京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ424.1

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 林宝华;具有醇酯结构组成的低酸值抗磨剂提高加氢柴油润滑性能研究[D];华东理工大学;2011年
8 梁运涛;煤自然发火期快速预测研究[D];浙江大学;2010年
9 李社锋;低挥发份劣质燃料循环流化床燃烧特性研究[D];浙江大学;2010年
10 赵卫东;低阶煤水热改性制浆的微观机理及燃烧特性研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 郑艳敏;煤氧化的反应机理函数和热效应的研究[D];河南理工大学;2010年
6 谷小虎;义马煤气化反应性研究[D];河南理工大学;2010年
7 张瑞丽;太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 王福;王强;曹文斌;孙加林;;微波加热焦碳与石英砂合成SiC粉体[J];材料工程;2009年07期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【相似文献】
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3 记者 李红茹;确保300吨应急活性炭一路畅行[N];中国交通报;2005年
4 通讯员 赵明;漾濞利用核桃壳制取活性炭开辟致富新路[N];大理日报(汉);2006年
5 记者  李军 实习生 李建新;宁夏出口活性炭天津遇阻[N];宁夏日报;2006年
6 薛保琳;助推行业发展 凸显巨大能量[N];大同日报;2008年
7 陈启芳;金湖炭素:巧用废料做强企业[N];三明日报;2010年
8 本报记者 吴越;活性炭雕魅力四射争宠市场[N];中国特产报;2007年
9 通讯员 贾英;大庆石化水气厂活性炭再利用年节约30万元[N];中国石油报;2006年
10 通讯员 刘正伟;大庆石化水气厂活性炭再利用年节资25万元[N];中国石油报;2007年
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1 王秀芳;高比表面积活性炭的制备、表征及应用[D];华南理工大学;2006年
2 张耀斌;微波辅助湿式空气氧化水中难降解有机物的研究[D];大连理工大学;2005年
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6 林起浪;炭材料用基体前驱体煤沥青的改性研究[D];西北工业大学;2002年
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9 李海朝;废聚苯乙烯泡沫的炭化与活化[D];东北林业大学;2003年
10 殷金玲;凝胶聚合物电解质超级电容器的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
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1 王晓瑞;煤沥青基活性炭的制备与研究[D];南京工业大学;2005年
2 干一雄;由石油焦制高比表面积活性炭的研究[D];大连理工大学;2007年
3 李玉雪;吸附脱除二氧化碳中微量苯的研究[D];大连理工大学;2009年
4 夏洪应;优质活性炭制备及机理分析[D];昆明理工大学;2006年
5 秦勇;汽油饱和蒸气吸附回收用活性炭的结构修饰研究[D];中国石油大学;2008年
6 魏娜;利用除尘灰分离炭粉制备活性炭的工艺及性能研究[D];天津大学;2004年
7 易文娟;碳—羟基磷灰石多孔复合材料在水处理中的应用[D];上海交通大学;2007年
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9 邓丛静;活性炭改性及对乙烯吸附的研究[D];南京林业大学;2008年
10 蒋卉;微波-ZnCl_2法制备农业废弃物活性炭及吸附甲醛的研究[D];四川大学;2005年
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