石油焦系納米孔結(jié)構(gòu)材料制備方法的研究.pdf

1、當(dāng)今世界，傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源臨近枯竭，資源短缺問題極大的限制了世界經(jīng)濟的發(fā)展。高速崛起的中國也面臨著資源不足的嚴峻考驗，因而對于新資源的開發(fā)提出了迫切要求。石油焦是煉油過程中的一種副產(chǎn)品，價格低廉，目前國內(nèi)主要用于煉鋁工業(yè)。隨著石油開采的不斷深入，高硫原油所占比重越來越大。因硫含量過高，高硫原油煉制過程中的石油焦副產(chǎn)品將不能滿足冶金行業(yè)煅燒焦的要求，因此必須為高硫石油焦尋找新的用途。 石油焦固定碳含量高，芳香度大，具有良好的石墨特性，

2、制得的多孔炭收率高、比表面積大。另外，石油焦的灰分和揮發(fā)分低，生產(chǎn)的多孔炭雜質(zhì)含量低。這使得石油焦生產(chǎn)多孔炭成為未來多孔炭生產(chǎn)的主要原料和發(fā)展趨勢。本課題旨在探究不同加熱方式的條件下，利用不同活化方法(物理法-水蒸氣，化學(xué)法-KOH、NaOH、ZnCl2)進行對比實驗，通過氮氣吸附、碘吸附、苯吸附等考察所制多孔炭的吸附性能，對制備環(huán)節(jié)各種影響因素進行考查，對工藝進行優(yōu)化設(shè)計，盡量提高產(chǎn)品多孔炭的比表面積。 以獨山子石油焦為原料，

3、采用加熱爐加熱，以水蒸氣為活化劑，多孔炭吸附中苯吸附和碘吸附數(shù)值隨著活化時間的不斷增長先升高后降低，隨著活化溫度的不斷增加先升高后降低，隨著水蒸氣流量的不斷增大變化不大。制備多孔炭的最佳工藝條件為炭化溫度500℃，活化溫度800℃，炭化時間2h，活化時間60min的條件，水蒸氣流量7.0ml/min。用此工藝條件制備得到的多孔炭苯吸附值為652mg/g，碘吸附值為822mg/g。以KOH、NaOH、ZnCl2為活化劑時，多孔炭的吸附性能

4、都隨著劑料比的不斷增加呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，隨著活化溫度的增加而呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，隨著活化時間的不斷增加呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢?；罨Ч詈玫幕罨瘎镵OH，最佳活化溫度為800℃左右，最佳活化時間為60min。KOH最佳劑料比為4:1，苯吸附值為1010mg/g，碘吸附值為2240mg/g；NaOH最佳劑料比為5:1，苯吸附值為505mg/g，碘吸附值為1500mg/g；ZnCl2最佳劑料比為1:4，苯吸附值為420mg

5、/g，碘吸附值為665mg/g。 微波輻射加熱法制備多孔炭時，以水蒸氣為活化劑，多孔炭吸附中苯吸附和碘吸附數(shù)值隨著微波輻照時間的不斷增長先升高后降低，隨著微波功率的不斷增加先升高后降低，隨著水蒸氣流量的不斷增大變化不大。水蒸氣最佳用量為7.0ml/min，微波最佳功率為1200w，活化最佳時間是16min。以KOH、NaOH、ZnCl2為活化劑時，多孔炭的吸附性能都隨著劑料比的不斷增加呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，隨著微波功率的增加

6、而呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，隨著微波輻照時間的不斷增加呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢?；罨Ч詈玫幕罨瘎镵OH，最佳微波功率為1200W左右，最佳微波輻照時間為16min。KOH、NaOH最佳劑料比均為4:1，苯吸附值分別為1120mg/g、608mg/g，碘吸附值分別為2359mg/g、1800mg/g；ZnCl2最佳含量為15％，苯吸附值為510mg/g，碘吸附值為780mg/g。對電加熱法和微波輻射加熱法制備多孔炭進行比較，發(fā)現(xiàn)微波