微波法石油焦系活性炭的制备及其co,2吸附特性研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文微波法石油焦系活性炭的制备及其CO<,2>吸附特性研究姓名：闫健美申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：查庆芳20090501摘要伴随着温室效应成为一个全球性的环境问题，C02作为二种重要的温室气体，其回收利用日益受到关注。活性炭作为一种多孔性的含碳材料，因其特殊的物理与化学特性，广泛应用于气体吸附分离。本文以石油焦为原料，加入调孔剂与活化剂后，分别以微波、电炉两种加热方式制备活性炭，采用智能重量分析、碘吸附、苯吸附等表征活性炭的吸附性能。研究糠醛渣掺比量，剂炭比，

2、微波功率，辐照时间四因素对微波法活性炭孔隙结构的影响，筛选出最佳制备工艺条件，并将所得样品应用于COE吸附性能研究。利用HN03和H202对活性炭氧化改性，研究活性炭表面极性对其C02吸附性能影响。通过正交试验，得到微波加热制备活性炭所考察各影响因素作用大小顺序为：糠醛渣掺比量>剂炭比>微波功率>辐照时间，并得到最佳工艺条件：氢氧化钾、石油焦、糠醛渣的质量比为5：1：0．67，微波功率1200W，辐照时间10min。制成品比表面积1391．7m2·g～，碘吸附值1591．6mg·g-1，苯吸附值550

3、．8mg·g～，C02吸附值236．2mg·g-1，其C02吸附性能与文献值相比十分突出。研究表明，在电炉和微波两种加热体系中，糠醛渣作为一种孔结构调节剂，适量加入制备体系后，活性炭的微孔发达，比表面积增大，C02吸附值相应增加；CO：吸附量与活性炭的微孔孔容，孔径分布和表面极性有关，其中微孔孔容与孔径分布为主要影响因素；原料相同，相较于电炉法活性炭，微波加热制备活性炭孔径在0．5．1．0nm范围内的微孔孔容要高出1倍，而孔径分布在0．5．1．0nm范围内是C02吸附的最佳范围；提高活性炭表面极性对活

4、性炭C02吸附性能有显著改善，在考察范围内，以4mol·L以的HN03处理效果最佳；与电炉法活性炭相比，微波加热制备活性炭C02吸附性能较佳。关键词：石油焦，微波，活性炭，C02PreparationofActivatedCarbonfromPetroleumCokebyMicrowaveandCharacterizationofC02AdsorptionYanJianmei(ChemicalTechnology)DirectedbyProf．ZhaQingfangAbstractAsGreenhou

5、seeffecthasbecomeaglobalenvironmentalproblem．RecyclingofC02，onesignificantgreenhousegashasdrawnmuchattention．Activatedcarbonasaporouscarbonmaterial，whichhasgoodadsorptionproperty,iswidelyusedasadsorbemingasseparationprocess．Inthispaper,petroleumcokewasu

6、sedasrawmaterial，furfuralresidueaspore·formingagentandKOHasactiveagenttoprepareactivatedcarbon．Twoheatingmethodsincludingelectricityandmicrowavewereemployed．TheadsorptionabilityofpreparedactivatedcarbonWascharacterizedbytheadsorptionofnitrogen，iodineand

7、benzene．Theeffectsofthecontentoffurfuralresidue，theweightratioofKOHtopetroleumcoke，microwavepowerandtheeffectoftheirradiationtimeonporestructurewerestudiedbyorthogonaldesign．ThepreparedactivatedcarbonWasusedinC02separationprocess．Forthepreparationofacti

8、vatedcarbonbymicrowave，thesequenceintermsofinfluencedegreewasasfollows：thecontentoffurfuralresidue，theratioofKOHtopetroleumcoke，microwavepower,irradiationtime．Theoptimumconditionswereasfollows：WeightratiosofKOH，petroleumcokeandfu