活性炭原料预处理和制备新技术的研究进展

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1、炭素2011年第3期·14·CARB0N总第147期文章编号：1001—8948(2011)03—0014—06活性炭原料预处理和制备新技术的研究进展刘新亮，刘晨光，柳云骐(中国石油大学重质油国家重点实验室，CNPC~化重点实验室，山东青岛266555)摘要：介绍了活性炭制备过程中原料的脱灰预处理技术、氧化预处理技术和活性炭的制备工艺，综述了制备过程中的活化新技术。关键词：活性炭；预处理；制备；新技术doi：10．3969／j．issnl001—8948．2011．03—003中图分类号：TQ424．1文献标识码：ARESEARCHADVA

2、NCESINPRE—TREATMENTANDPREPARATIoNTECHNIQUESoFACTIVATEDCARBoNRAWMATERIALSLiuXin—liang．LiuChen—guangLiuYun—qi(StateKeyLaboratoryofHeavyOilProcessing，KeyLaboratoryofCatalysisCNPC，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266555，China)Abstract：Thepre—treatmentofactivatedcarbonrawmater

3、ialswasintroducedinthispaper．Thenewactivationtechniqueswerereviewed．Thepreparationtechniquewasalsodescribed．Keywords：activatedcarbon；pre—treatment：preparation；newtechniques0前言1活性炭原料的预处理活性炭，是以生物质、煤和重质石油为原料，经1．1原料的脱灰预处理炭化活化而得的一种多孔的炭材料，它具有发达的灰分，是指物质在燃烧后的剩余物[¨，灰分在活空隙结构和较大的比表面积

4、，是最古老的吸附剂，其性炭制备和应用中，都有不良影响，在活性炭的制备表面具有多种含氧官能团，再生效果好，性质稳定，过程中，灰分对活化过程中的造孔过程有不利影被广泛应用做催化剂和催化剂载体。已经被广泛应响_2I引，在活性炭应用方面，灰分对活性炭的吸附性用于石油化工、医药卫生、环境治理、食品加工等领能影响较大【4l。域。近年来，随着对活性炭研究的深入，又开始应用原料脱灰预处理是指在原料炭化或活化前，采于航天技术、吸附储能技术等领域。其应用领域的用不同的技术去除原料中所含的灰分。在活性炭的不断扩展对活性炭的质量提出了新的要求，促进了各种原料中，都

5、或多或少的含有部分灰分，灰分在活活性炭原料前期预处理技术和活性炭制备技术的发性炭制备过程和应用中，都有较大影响。灰分能阻展。止孔的生成，有研究表明，煤基活性炭的灰分在活性收稿日期：2011—04—07通讯作者：刘晨光：男，教授，博士生导师，主要从事石油化学和工业催化研究工作。E—mail：cgliu@upc．edu．ca作者简介：刘新亮，男，中国石油大学(华东)博士研究生，主要从事炭载催化剂的研发。E—mail：upcxlliu@yahoo．com·cn第3期刘新亮等活性炭原料预处理和制备新技术的研究进展．15．炭的制备过程中极敏感的阻止微

6、孔的形成[7l。由成可溶性组分，之后再通过水洗的方法去除，该方法灰分含量高的原料制备而得的活性炭，其比表面积去除效果较差，耗时较长，煤的收率较低[15；溶剂萃一般不大于800m／g。关于原料的脱灰处理，现阶段取法是用各种有机溶剂对煤进行萃取，后分离而得研究较多的是煤的脱灰处理和生物质原料的脱灰技精煤，本法溶剂成本较高，而且该技术工业操作困术[8l。难，同时对环境有不利影响ll2】。煤质炭灰分含量较高，一般是木质炭的2～5倍，对于生物基活性炭来讲，生物质原料的脱灰处我国优质山西煤的灰分含量也达6％以上，得到的活理研究较少。目前，主要有两种脱除

7、灰分的技术：一性炭的灰分含量更是高达20％，活性炭的性质受到是通过粉碎后，用筛分的方法去除生物质中灰分含了很大的影响l7】。研究发现，在煤基活性炭的制备量高的小粒径组分[18,1；二是通过洗涤的方法，洗过程中，原料的脱灰预处理，去除原料的大部分灰去生物质中的无机物_1引。第一种方法，并不能从根分，可以提高活性炭产品的性能j。现阶段，已经工本上去除生物质中的灰分，而且能引起灰分性质的业化的煤的脱除技术主要有跳汰和重介法，这些技变化，往往能引起设备腐蚀结垢，元素的去除效果很术只能脱除大约一半的灰分，在一定程度上消除了差。所以，该方法常常与洗涤法

8、联合使用，洗涤的方灰分对活性炭的影响，但是尚不能满足生产低灰炭法又分为水洗和酸洗，水洗可以去除生物质中大部的要求[1o】。为了进一步的脱除煤中的灰分，新型高分以离子形式存在的溶于