煤沥青预处理工艺对活性炭孔结构影响.pdfVIP

第 27 卷　第 4 期 煤 炭 转 化 V o l. 27　N o. 4 　　 2004 年 10 月 COAL CON V ER S ION O ct. 2004 　　 煤沥青预处理工艺对活性炭孔结构的影响 1) 2) 3) 4) 王晓瑞 　金鸣林 　郑玉丽 　钱仁渊 　　摘　要　煤沥青属热塑性高含碳材料, 因其软化点低, 制备活性炭前需要进行不溶不熔处理. 实验采用热聚合与空气氧化聚合两种工艺分别对沥青进行预处理, 发现原料预处理工艺对所制备 前驱体的组成、结构和性能影响很大, 由此导致制备的活性炭比表面积与孔结构同样存在显著差 异. 根据变化规律, 可从中找出制备高比表面积活性炭适宜的工艺条件: 对热聚合方法预处理条件 为 450 ℃恒温 4 h～ 6 h , 挥发分 167%～ 264%. 对氧化聚合方法预处理条件为: 420 ℃前升温速 度为 2 ℃ ～ 3 ℃ , 挥发分 202% ～ 22 7 %. 在同样条件下分别采用 炭化、活化, 其 m in m in KO H 比表面积前者为: 1 100 2～ 1 300 2, 后者为: 1 400 2～ 1 550 2. 以此为煤沥青制备高 m g m g m g m g 比表面积活性炭进一步研究提供了依据. 关键词　前驱体, 热聚合, 空气氧化, 活性炭, 比表面积, 孔结构 中图分类号　TQ 424 1 炭的适宜工艺条件. 0　引　言 1　实验部分 活性炭具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积 1. 1　原料 和优良的吸附性能, 已广泛用于工业、环保和医药等 领域. 煤沥青以价格低、来源广等特点将成为活性炭 本实验 以煤沥青为原料, 其特性参数为: T I 生产的原料来源之一. 煤沥青是由炼焦化学副产品 3005% , 挥发分 52 22% , 软化点 83 ℃. 元素分析: 煤焦油经高温蒸馏后得到的多种高分子、稠环碳氢 C 92 3% , H 4 16% , S 042% , O + N 312%. 化合物组成的复杂混合物, 分子量分布很宽, 从 200 1. 2　原料预处理工艺 到 3 000 以上, 组成沥青的化合物大约有 50% 带有 取代基团. 未加以改性的沥青, 其软化点低, 挥发分 1. 2. 1　热聚合方法 高, 甲苯不溶物 (T I) 含量低. 将其进行预处理 目的 将煤沥青放入带盖坩埚内, 室温下移入箱式电 就是提高沥青组分中碳氢化合物芳构化度或聚合深 阻炉, 快速升温至 450 ℃, 分别恒温 3 h～ 6 h , 8 h～ 度, 减少低分子组分的含量, 从而增加固定碳含量, 13 h 不等. 使之易于随后的炭化和活化, 有利于孔隙的生成和 1. 2. 2　空气氧化法 发展. 热聚合和空气氧化都是较常用的原料预处理 采用管式炉程序升温法进行空气氧化, 分别以 方法之一[ 1, 2 ] , 都可以使煤沥青生成较