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石油焦氧化改性制备活性炭及其电容性能研究邓梅根;王仁清;冯义红【摘要】Petroleum coke (PC) was modified by H2O2 hydrothermal oxidization.Activated carbon (AC) was prepared by activation of H2O2 modified PC at KOH/coke mass ratio of 3 ∶ 1 (denoted as OAC-3).As a comparison,AC was also made by activation of PC at KOH/coke mass ratio of 3 ∶ 1,4 ∶ 1 and 5 ∶ 1 (denoted asAC-3,AC-4 and AC-5).X-ray diffraction (XRD),I2 adsorption,N2 adsorption and galvanostatic charge/discharge were used to study the influence of H2O2 oxidization on the structure of PC and the performance of the resulted activated carbon.XRD study revealed that H2O2 oxidization increased the interplanar distance of PC microcrystalline from 0.344 to 0.351nm and decreased the microcrystalline thickness from 2.34 to 1.86nm.The specific surface area of OAC-3 and AC 4 was 3066 and 2929m2/g,respectively.At a current density of 0.2A/g,OAC3 and AC-4 achieved a specific gravimetric capacitance of 374.6 and338.9F/g,respectively.Electrochemical capacitors based on OAC-3 possessed a better power performance and lower resistance.%采用水热法,利用H2O2对石油焦进行氧化改性,以KOH为活化剂,在碱碳比为3∶1时将改性石油焦制备成活性炭(OAC-3);作为对比,在碱碳比为3∶1、4∶1和5∶1时将未改性石油焦制备成活性炭(AC-3、AC-4和AC-5).采用XRD、I2吸附、N2吸附和恒流充放电测试,研究氧化改性对石油焦和活性炭结构及性能的影响.研究表明,氧化改性使石油焦石墨微晶的晶面层间距由0.344nm增加到0.351nm,微晶厚度由2.34nm降低到1.86nm,降低了石油焦的活化难度.OAC-3和AC-4的比表面积分别为3066和2929m2/g;在0.2A/g的电流密度下,比电容分别为374.6和338.9F/g;基于OAC-3的超级电容器具有更好的功率特性和更低的内阻.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(044)013【总页数】4页(P1960-1963)【关键词】石油焦;氧化改性;活性炭;电化学电容器【作者】邓梅根;王仁清;冯义红【作者单位】江西财经大学江西省电能存储与转换重点实验室,江西南昌330013;江西财经大学江西省电能存储与转换重点实验室,江西南昌330013;江西财经大学江西省电能存储与转换重点实验室,江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】O6461 引言电化学电容器（electrochemical capacitor，EC）电极材料主要是包括各种高比表面积碳材料[1-4]、金属氧化物[5]和导电聚合物[6]。
一、简介石油焦是炼油过程中的一种副产品,目前国内主要用于冶金工业,高硫原油炼制过程中的石油焦不能满足冶金行业煅烧焦的要求,因此必须为高硫石油焦寻找新的用途。
石油焦固定碳含量高、灰份低,是制备活性炭的优质原料,并且石油焦中的硫在制备活性炭的过程中能够起到造孔的作用。
活性炭微孔发达、比表面积高、吸附能力强，是一种优良的吸附材料，广泛应用于化工、环保、食品与制药、催化剂载体和电极材料等领域。
随着科学技术的飞速发展，高容量电池、高容量电容器的生产技术得到快速提高，市场对高比表面积活性炭的需求量越来越大。
尤其是比表面积大于2000m2／g的高比表面积活性炭在双电层电容器的成功应用，使得对高比表面积活性炭的制备与应用的研究得到广大科学工作者的极大关注。
二、发展历史国外20世纪70年代开始研究石油焦制备活性炭工艺，80年代中期实现工业化，均生产比表面积在2500m2／g以上的产品。
我国于20世纪80年代末开始进行石油焦制活性炭的研究工作，研究水平大多较低，有部分技术已进入工业化实验阶段。
美国StandardOil公司在1971至1978年申请了石油焦制备活性炭多项专利，均涉及氢氧化钾法。
其工艺过程为：石油焦经破碎、筛分后，与KOH充分混合，在500℃下脱水，700℃一1000℃下活化，洗涤、干燥。
产品于1976年进行了中试，比表面积均大于2500m2／g。
1985年在Ahderson公司实现工业化，制得的产品为高比表面积活性炭。
日本Kansai公司也有氢氧化钾法工艺，其活化条件为800℃减压下进行。
1993年进行了50t／a规模中试，随后进行了工业化，产品比表面积达到3000m2／g。
三、KOH成孔机理石油焦与其它炭原料相比，结晶度高，有序化程度高，结构紧密，并已部分石墨化。
因此其活化难度大，发生剥皮反应的可能性大，必须采用腐蚀性强的催化剂。
因此通常都以强碱作为活化剂制取性能优良的活性炭。
强碱能渗进石油焦微晶间隙中，并与其中的碳化物、无定形碳以及活性点反应，形成微孔结构;但碱的种类不同，对石油焦的破坏能力也不一样，其中KOH 的破坏能力强于NaOH。
3722220年4月&Ecoxomics ic Petrochemicals•19•石油焦制备的活性碳质吸附材料性能及机理研究付东升（中国石化上海石油化工股份有限公司先进材料创新研究院，上海200544）摘要：利用石油焦为前驱体，加入化学活化剂及辅助助剂，以酚醛树脂为黏合剂挤出成型，通过优化碳化、活化工艺参数制备了活性碳质吸附材料。
当活化温度为990C,活化时间为122min时,制品的转鼓强度为95%,比表面积为1228m2/。
通过研究活性吸附材料的孔隙结构、微观形貌并利用红外光谱分析探讨了活化机理。
关键词：石油焦前驱体碳化-活化吸附材料文章编号：1674-1099（2235）03-0016-04中图分类号:TQ^.0+2文献标志码：A活性碳质吸附材料以富含碳元素的前驱体为原料，通过碳化、活化等一系列工艺制备而成[1-2]o以石油焦为原料制备活性吸附材料，可以大大缩短碳化、活化时间，降低生产成本宀4。
活性碳质吸附材料可应用于工业烟气脱硫,焦化废水、炼油废水等工业废水处理等领域中O 实验以石油焦为原料，以酚醛树脂为黏结剂,采用化学活化剂，通过对成型料碳化、活化工艺参数的调节,制备出高强度、高比表面积的活性碳质吸附材料，并通过孔结构、扫描电子显微镜（SEM）和红外光谱等测试分析手段表征活性吸附材料的性能。
1实验部分1.1实验用原材料及仪器实验原材料：石油焦、酚醛树脂、氮气（99.9%/、化学活化剂'Hey分析纯）、无水乙醇（分析纯）、蒸馏水。
试验仪器:全方位行星式球磨机、双螺杆挤条机、多功能回转炉、微型注射泵、全自动比表面积及孔隙度分析仪、SEM。
122制备工艺将石油焦粉碎，筛选粒径在5mm以下的焦粉，并用球磨机粉碎至100目以下。
加入各种辅助原料与焦粉混合均匀，无水乙醇作为表面活性剂少量加入是为了减小焦粉的表面张力，促进焦粉与溶剂的润湿，使焦粉与水能够较好地融合。
然后加入酚醛树脂黏结剂，将焦粉与黏结剂混合均匀，在双螺杆挤出机上进行挤条成型,得到直径为3mm的成型料。
第36卷第3期辽 宁 化 工V ol.36,N o.32007年3月Liaoning Chemical Industry March ,2007石油焦制备活性炭成孔机理的探讨马秋宁1,高卓然2(1.抚顺石化公司,辽宁抚顺113008; 2.大连理工大学化工学院,辽宁大连116024)摘 要: 论述了以炼厂石油焦为原料,采用以K OH 为活化剂的化学活化法制备活性炭的成孔机理,同时根据成孔机理,对影响活性炭孔结构的因素进行了分析。
关 键 词: 石油焦;活性炭;成孔机理;孔结构中图分类号: T Q 424.1 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2007)03019902 活性炭作为一种多孔性含碳物质,具有高度发达的孔隙结构和特殊的表面特性,是一种优良吸附剂,广泛应用于环保、化学工业、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域,所有制造活性炭的原料均为含碳物质,一般有植物类原料、矿物类原料、塑料类原料以及其他含碳废弃物。
石油焦属于矿物类原料,具有含碳量高,灰分、挥发份低,具有适当的初始孔隙结构,是制备超高比表面积活性的理想原料。
1 石油焦制备活性炭方法含碳材料先在隔绝空气条件下加热处理,除去挥发分(水分和一部分焦油),形成吸附能力很小的大孔炭料。
要获得大量微孔,炭料要进一步活化。
活化方法一般有物理活化法、化学活化法、化学物理法、催化活化法、界面活化法、铸型炭化法、聚合炭化法等等。
石油焦制备活性炭采用的是化学活化法。
有的制备方法采用将石油焦经粗略粉碎后在500～850℃加热1～3h ,冷却至室温后粉碎,过筛制得活性炭。
但制备的活性炭比表面积较小、档次低。
目前获取高档活性炭的简单图1 活性炭制备流程制备流程如图1。
2 石油焦制备活性炭成孔机理2.1 石油焦的初始孔道的成孔机理石油焦属生焦,主要的元素组成为碳,达80wt %以上,其余的为氢、氧、氮、硫和金属。
是由长链脂肪烃缩聚物、稠环芳烃、少量低分子有机物及微量无机化合物组成,以抚顺石化公司石油一厂的石油焦为例,石油焦的的组成如表1。
第50卷第1期2021年1月应用化工Appeoed ChemocaeOndusieyVoe.50No.1Jan.2021乙醇的氢氧化钾溶液浸泡石油焦制备活性炭的研究戴杨，李茁，王峰，陈坤(国家重质油实验室，中国石油大学(华东)化学工程学院，山东青岛266580)摘要：以石油焦为原料，添加碱碳比2：1的KOH为活化剂，探究了以乙醇水溶液作为溶剂浸泡石油焦制备活性炭的最佳条件。
结果表明，含8%水的乙醇溶液、浸泡时间6h'浸泡温度45C可制得最优活性炭。
最优活性炭的比表面积为1885.3m2/g，碘吸附值为1628.5mg/g o对活性炭进行SEM分析、比表面积分析,表明利用乙醇溶液湿混石油焦制备活性炭具有非常高的可行性和工业前景&关键词：乙醇溶液;石油焦;活性炭;最优条件中图分类号:TQ424文献标识码:A文章编号：1671-3206(2021)01-0090-04Preparatnonofactnvatedcarbonby soaknng petroeeumcokennpota snum hydroxndesoeutnonofethanoeDAI Yang，LI Zhuo，WANG Feng，CHEN Kun(S/te Key Labooto/of Heave Oil Processing，Colleye of Chemical Engineering，China University ofPeieoeeum(EasiChona)，Q ongdao266580，Chona)Abstract:Using petroleum coke as raw mate/al and adding KOH with alkali-carbon ratio of2-1as activator，the optimum conditions for prepa/ng activated carbon by soaking petroleum coke in ethanol aqueous solution were investigated-The results showed that the optimal activated carbon coulf ba prepared by/h-anoesoeuioon coniaonong8%waiee，soakongiomeoo6h and soakongiempeeaiueeoo45C.Thespecooocsue-U/o area of the optimal activated carbon was1885-3m2/g，and the Odinx adso/tion value was 1628-5m/g.SEM analysis of activated carbon and specific su/aco area analysis showed that the preparation of activated carbon by wet mixing petroleum coke with ethanol solution had high feasibility and in-dusieoaepeospeci.Key words:ethanol solution；petroleum coke；activated carbon；the optimal conditions目前，石油焦主要作为炼钢厂、发电厂和冶炼厂的燃料燃烧)1w*，利用价值低,仅部分石油焦作为原料生产活性炭以提高石油焦的附加值。
活性炭制备技术及应用研究综述发表时间：2018-04-19T12:38:10.740Z 来源：《防护工程》2017年第35期作者：郭天华[导读] 提高企业的技术水平，争取再形成若干优势互补、内外结合、增值率高、创新能力强的活性炭经济增长点和产业群。
大同市质量技术监督检验测试所山西大同 037008 摘要:从活性炭的制备技术和活性炭的应用两方面综述了国内外活性发近20年的研究进展。
总结了活性炭的化学活化法和物理活化法的发展状况，对制备技术中的最新突破—物理法-化学法活性炭一体化生产工艺进行了介绍，并且简述了活性炭工业生产中无公害化、低消耗、预处理的生产技术，以及吸附达饱和活性炭的再生生产技术，同时总结了活性炭在气相吸附、液相吸附和作为催化剂载体等方面的应用进展。
提出了目前活性炭生产应用技木存在的问题，明确了活性炭产业发展的出路与对策，指明了活性炭未来的研究方向。
关键词:活性炭:制备:应用；发展趋势活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、活化加工制备而成，具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，特异性吸附能力较强的炭材料的统称。
活性炭在石油化工、食品、医药乃至航空航天等领域均有广泛应用，已成为国民经济发展和国防建设的重要功能材料。
近年来，随着环保、新能源等行业的快速发展，功能型活性炭的市场需求激增，我国活性炭的生产量和出口量均已达到世界第一。
同时，生物质热解固炭技术也是公认的解决气候变化问题的有效措施之一。
因此，针对活性炭科学研究与产业化开发存在的问题，本论文综述了活性炭制备与应用技术研究现状及发展1.国内外活性炭制备技术进展1.1化学活化法化学活化法就是通过将各种含碳原料与化学药品均匀地混合后，一定温度下，经历炭化、活化、回收化学药品、漂洗、烘干等过程制备活性炭。
磷酸、氯化锌氢氧化钾、氢氧化钠?、硫酸、碳酸钾、多聚磷酸和磷酸酯等都可作为活化试剂，尽管发生的化学反应不同，有些对原料有侵蚀、水解或脱水作用，有些起氧化作用，但这些化学药品都可对原料的活化有一定的促进作用，其中最常用的活化剂为磷酸、氯化锌和氢氧化钾。
石油焦制备高比面积活性炭的深加工技术摘要：石油焦是指原油经蒸馏后将轻重质油分离开以后，其中的重质油再经过热裂变的过程，转化而成的新的产品。
本文重点介绍石油焦的来源，及物理化学性质，还简要地介绍用石油焦制备活性炭的技术。
关键词：石油焦制备活性炭技术石油焦是指原油经蒸馏后将轻重质油分离开以后，其中的重质油再经过热裂变的过程，转化而成的新的产品。
这种产品要单从外观上看，形状并不是很规则，而且大小不一的黑色块状（或颗粒），并且有金属光泽，焦炭的颗粒具有多孔隙结构的特点。
石油焦主要的元素组成仍为碳，约占有80wt%以上，其余元素为氢、氧、氮、硫和一些金属元素。
石油焦本身具有其特有的物理、化学性质及其机械性质，是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质（硫、金属化合物、水、灰等）等的组合，这些指标也决定焦炭的化学性质。
一、石油焦的分类及主要用途1.石油焦的分类通常情况下石油焦通常有下列四种分类方法：第一种，按加工方法分类，可分为生焦和熟焦。
生焦即延迟焦化装置的焦炭塔得到，又称原焦，里面含较多的挥发成分，强度不高；熟焦是指生焦经煅烧（1300℃）处理后得到的,又称为煅烧焦。
第二种，按硫含量的高低分类，一般可分为高硫焦（硫元素的含量高于4%）、中硫焦(硫元素含量在2%～4%)和低硫焦（硫元素的含量低于2%）。
焦炭中的硫元素含量主要取决于原料油的起始的含硫量。
如果硫含量增高，焦炭质量就会降低，其用途也会随之而改变。
第三种，按显微结构形态的不同分类，即分为海绵焦和针状焦。
海绵焦即是多孔如海绵状，也又称为普通焦。
而针状焦细致密如纤维丝状，即又称为优质焦。
针状焦在性质上同海绵焦有非常明显的差别，它不但具有“三高三低”（即高密度、高纯度、高强度、低硫、低烧蚀量、低热膨胀系数）的特点，以及良好的抗热震性能等优点，而且在导热、导电、导磁和光学上都具有非常明显的各向异性。
第四种，按外观的不同形态又可分为针状焦、弹丸焦（或者叫球状焦）、海绵焦、粉焦四种。
以石油渣油制备活性炭的研究车春波;杨宁逸;于望;崔雪桐;赵仁波;王薇【摘要】以石油渣油为原料采用化学活化法制备活性炭,以亚甲基蓝吸附值为评价活性炭吸附能力指标.首先选择了具有好的活化性能的磷酸为活化剂,进行了最佳制备工艺研究,结果为活化温度550℃、质量比1∶1、活化时间1.5h,最后利用正交实验分析了各因素显著性水平,即活化温度最强、质量比其次、活化时间最弱.%This paper used chemical activation method to prepare activated carbon from residual oil of petroleum and used methylene blue adsorption value as the index of activated carbon adsorption capacity.Phosphoric acid which has better activation properties was chose as activator,and the optimal crafts was explored.The results showed that the activating temperature was 550 ℃,mass ratio was 1 ∶ 1,and activating time was 1.5 h.At last,this paper used orthogonal experiment to analyze significance level of every factor.【期刊名称】《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(029)003【总页数】3页(P301-302,313)【关键词】石油渣油;活性炭;亚甲基蓝吸附值【作者】车春波;杨宁逸;于望;崔雪桐;赵仁波;王薇【作者单位】哈尔滨商业大学环境工程系,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学环境工程系,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学环境工程系,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学环境工程系,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学环境工程系,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学环境工程系,哈尔滨150076【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1含碳量较高的活性炭，环保[1]、医药[2]、军事[3]等领域都具有广泛的使用范围.以木材及优质煤为原料生产活性炭，存在着原料来源少、成本高等问题，而炼油产生的副产物石油渣油富含碳质，价格低，制得的活性炭比表面积大;另外，石油渣油的灰分、挥发份低，生产的活性炭杂质含量少[4－5].因此以石油渣油为原料制备活性炭，既能充分利用石油资源，又能降低活性炭生产成本.1 活性炭的制备以哈尔滨炼油厂催化裂化产生的油浆为石油渣油，其主要物性数据为:软化点为22℃，密度1.039 4 kg/L，水和沉淀物的质量分数为0.4%，灰分的质量分数为0.38%，硫的质量分数为0.36%.实验中所用其他试剂均为分析纯试剂.制备方法:取适量石油渣油，然后按一定质量比(石油渣油∶活化剂)与活化剂混合，在N2保护下于一定温度活化后，所得活化产品依次用水洗，酸洗，再水洗至中性，干燥后即得产品.活性炭亚甲基蓝吸附值按照“GB/T7702.6－2008煤质颗粒活性炭试验方法－亚甲基蓝吸附值的测定”方法测试.2 结果和讨论2.1 活化剂的选择在活化温度为500℃，活化时间为2 h，选择三种不同的活化剂进行制取活性炭，制得的活性炭其亚甲基蓝吸附值如表1所示.由表1可知，在不同的质量比条件下，磷酸作为活化剂制得的活性炭对亚甲基蓝均有较好的吸附能力.在相同的条件下，活化剂与石油渣油间分散越均匀制得的活性炭空隙分布越均匀、越有利于吸附操作进行.磷酸与石油渣油在活化过程中，能更好的分散到石油渣油中，因此选择磷酸为活化剂.表1 活化剂制得的活性炭亚甲基蓝吸附单位:(mg·g－1)质量比氯化锌氢氧化钠磷酸2∶1 56.10 61.61 103.85 1∶1 71.00 62.75 103.22 1∶2 74.04 84.5292.862.2 活化剂用量对活性炭亚甲基蓝吸附量的影响在活化温度为600℃，活化时间为2 h，不同的活化剂加入量进行活化，制得的活性炭其亚甲基蓝吸附值如表2所示.表2 不同质量比条件下活性炭对亚甲基蓝吸附能力质量比亚甲基蓝吸附值/(mg·g －1)5∶1 53.30 4∶1 76.85 3∶1 105.32 2∶1 112.47 1∶1 114.54 1∶2 106.34由表2可知，石油渣油与磷酸的质量比1∶1时制得的活性炭对亚甲基蓝的吸附能力最佳.在磷酸的作用下石油渣油表面不断产生CO等气体，石油渣油中水分蒸发，因此原料表面形成大量的孔隙，随着磷酸投加量的增加，孔隙增多吸附性能显著提高，但当磷酸达到最佳值后，过多的磷酸继续与孔隙内碳质反应，使生成的活性炭孔隙增大.而大孔隙对吸附是不利的，因此表现出吸附性能下降.2.3 活化时间对活性炭亚甲基蓝吸附量的影响在质量比1∶1，活化温度为600℃，不同的活化时间制得的活性炭其亚甲基蓝吸附值如表3.表3 在不同活化时间条件下活性炭对亚甲基蓝吸附能力活化时间/h 亚甲基蓝吸附值/(mg·g－1)1.0 109.08 1.5 114.72 2.0 114.60 2.5 114.65 3.0 113.88由表3可知，活化时间对活性炭吸附能力的影响并不显著，因此，综合经济性考虑选择活化时间为 1.5 h.2.4 活化温度对活性炭亚甲基蓝吸附量的影响在质量比1∶1，活化时间 1.5 h，不同的活化温度制得的活性炭其亚甲基蓝吸附值如表4所示.表4 在不同活化温度条件下活性炭对亚甲基蓝吸附能力活化温度/℃ 亚甲基蓝吸附值/(mg·g－1)450 85.45 500 103.85 550 114.68 600 114.47 650 114.56由表4可知，温度由450℃升高到550℃时，亚甲基蓝吸附值提高了34.21%，即由较低温度时升高温度有利于提高活性炭的吸附能力.在550、600、650℃时吸附能力基本不发生变化，表明在此温度范围内活性炭孔隙率没有明显增加.2.5 正交实验根据制备活性炭的单因素实验结果，设计3因素3水平正交实验，从因素显著性方面进行方差分析，确定各反应因素对活性炭吸附性能的影响程度.表5 L9(33)正交实验及实验结果编号因素A质量比B C活化时间/h活化温度/℃吸附值/(mg·g－1)123456789 1∶2 1∶2 1∶2 1∶1 1∶1 1∶1 2∶1 2∶1 2∶1 1 1.5 21 1.5 21 1.5 2 500 550 600 550 600 500 600 500 550 102.30 114.39 113.34 114.57 114.80 103.22 114.12 102.74 114.69 K1j K2j K3j Rj 110.01 110.86 110.52 0.85 110.33 110.64 110.42 0.31 102.75 114.55 114.08 11.80 由表5可知R3＞R1＞R2，各反应条件对亚甲基蓝吸附值影响程度的大小为活化温度最强、质量比其次、活化时间最弱.最佳反应参数为C2A2B2;即最佳反应条件是:活化温度550℃、质量比1∶1、活化时间 1.5 h.3 结语对于以石油渣油为原料制备活性炭最佳活化剂为磷酸;最佳工艺条件为活化温度550℃、质量比1∶1、活化时间1.5 h.上述实验为石油渣油制取活性炭提供了实验依据，但是制得的活性炭吸附能力不够高，还有待进一步改进制备工艺.参考文献:[1] 李同川，牛和三.脱硫脱硝活性炭的研究[J].新型炭材料，2005，20(2):178 －182.[2] 梁栋，吕春祥，李云兰，等.活性炭对扑热息痛的吸附行为和体外释放性能[J].新型炭材料，2006，21(2):144－150.[3] 郭坤敏，谢自立，马兰，等.脱除氢气流中A sH3和PH3的专用浸渍活性炭及滤毒罐[J].新型炭材料，2001，16(2):54－56.[4] 乔文明，刘朗.高比表面积活性炭的研究与应用[J].新型碳材料，1996，11(1):25 －31.[5] 袁文辉，陈秋燕，关建郁，等.用炼油厂石油焦制备活性炭的研究[J].天然气工业，2000，20(1):83 －86.。
石油焦活性炭的制备、吸附应用及电化学性能研究石油焦活性炭的制备、吸附应用及电化学性能研究引言：石油焦活性炭是一种具有优异物理化学性质的多孔材料，广泛应用于环境保护、能源存储和电化学领域。
本文将介绍石油焦活性炭的制备方法、吸附应用及电化学性能的研究进展。
一、石油焦活性炭的制备方法1. 物理法：主要通过热解、活化和碳化等过程制备石油焦活性炭。
在高温下进行热解后，再通过氧化剂（如水蒸气、二氧化碳等）进行活化处理，最后进行碳化。
该方法制备的活性炭具有较高的比表面积和孔容。
2. 化学法：使用化学活化剂如磷酸、氯化锌等与石油焦反应，通过化学反应将焦转化为活性炭。
该方法制备的石油焦活性炭具有较高的孔容、较多的孔隙结构。
3. 组合法：将物理法和化学法结合，经过一系列的反应和处理得到具有良好性能的石油焦活性炭。
通过在物理方法的基础上引入化学活化剂，既考虑了比表面积，又改善了孔隙结构。
二、石油焦活性炭的吸附应用1. 废水处理：由于活性炭具有良好的吸附性能，广泛应用于废水处理领域。
活性炭可以有效吸附废水中的有机物、重金属离子等污染物，使废水得到净化。
2. 空气净化：活性炭具有吸附烟雾、异味等有害气体的能力，因此在空气净化中有广泛的应用。
通过将活性炭置于空气净化设备内，可以有效去除空气中的有害物质，提高空气质量。
3. 废气处理：活性炭可以吸附废气中的有机气体、溶剂等，具有净化废气的效果。
在许多工业生产和化工过程中，通过活性炭的吸附作用，可以有效地净化废气。
三、石油焦活性炭的电化学性能研究1. 电容性能：石油焦活性炭具有较大的比表面积和丰富的多孔结构，使其具有较高的电容性能。
活性炭应用于电容器材料中，可以提高电容器的储能效果，具有良好的电化学性能。
2. 导电性能：石油焦活性炭具有良好的导电性能，可以应用于储能材料和电池领域。
通过对石油焦活性炭的导电性能进行研究，可以探索新型电化学储能系统和高性能电池的发展。
3. 催化性能：活性炭在一些电化学反应中具有催化作用。
石油焦活性炭的制备吸附应用及电化学性能研究石油焦活性炭是指通过碳化石油焦料而制得的一种高性能吸附材料。
它具有高孔隙结构和大比表面积，广泛应用于各个领域，包括环境保护、储能设备和电化学储能等。
本文将探讨石油焦活性炭的制备方法、吸附应用以及电化学性能研究。
石油焦活性炭的制备方法多种多样，但主要包括碱金属活化法、物理活化法和化学活化法。
碱金属活化法是指将碱金属溶液与石油焦料混合后在高温下反应，生成活性碳。
物理活化法则是通过高温炉熔化焦炭，然后与气体反应生成活性炭。
化学活化法则是在有机溶剂中将焦炭和催化剂共沉淀，经过高温处理后生成活性炭。
这些制备方法能够得到具有不同孔径和孔容的石油焦活性炭，以满足不同吸附应用的需求。
石油焦活性炭具有较高的吸附性能，可用于吸附废水中的重金属离子、颜料和有机化合物等。
石油焦活性炭的大孔和介孔结构提供了较大的吸附表面积，使其具有良好的吸附能力。
此外，活性炭还可通过表面修饰和改性来改善其吸附性能，如通过改变碳材料的孔径大小、表面活性基团和杂原子掺杂等手段来增强其吸附性能。
除了吸附应用，石油焦活性炭还在电化学储能领域展现出良好的性能。
活性炭具有高比表面积和较好的电导性能，使其成为一种理想的电极材料。
石油焦活性炭可用作超级电容器的电极材料，其高孔隙结构和大比表面积可增加电荷传输速率和电容量。
此外，石油焦活性炭还可用作锂离子电池和燃料电池等储能设备中的电极材料。
通过对石油焦活性炭的电化学性能研究，可进一步优化其电化学储能性能。
研究人员可以通过调控活性炭的孔隙结构、表面性质和电导率等来改善其储能性能。
例如，可以通过掺杂非金属元素或进行磷酸化处理来提高活性炭的电导率和离子传输速率。
此外，也可以通过纳米复合技术和负载其他活性物质等手段来提高电极材料的储能性能。
总结起来，石油焦活性炭是一种具有良好吸附性能和电化学储能性能的材料。
通过不同的制备方法和吸附应用，可以制备出具有不同孔隙结构和表面性质的活性炭材料。
文献综述化学工程与工艺利用石油焦制取活性炭的研究[前言]石油焦是炼油过程中的一种副产品，目前国内主要用于冶金工业，高硫原油炼制过程中的石油焦不能满足冶金行业煅烧焦的要求，因此必须为高硫石油焦寻找新的用途。
石油焦固定碳含量高、灰份低，是制备活性炭的优质原料，并且石油焦中的硫在制备活性炭的过程中能够起到造孔的作用。
活性炭具有高度发达的孔隙结构和特殊的表面特性，作为一种优良的吸附剂，已广泛应用于环境保护、化学工业、石油工业、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化防护等各个领域。
以和邦化学有限公司石油焦为原料，以氢氧化钾为活化剂，在氮气的保护下采用管式炉加热方式制备活性炭。
通过静态氮吸附仪考察其比表面积及孔径分布；通过苯吸附考察所制活性炭的吸附性能，并对活性炭的制备工艺条件进行筛选和优化。
[主题]1. 课题研究的背景活性炭是一种优良的多孔性吸附材料,具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表面积,广泛应用于化工、环保、食品加工和军事化学防护等各个领域。
良好的工业吸附剂须满足如下要求:(1) 吸附性能好；(2) 选择性高；(3) 吸附达到平衡时的浓度低；(4) 易再生和再利用；(5) 机械强度较好；(6) 化学性质较为稳定；(7) 来源广；(8) 价格低廉。
普通的工业吸附剂都较难同时满足这八大要求, 但是活性炭作为吸附剂在使用中却可以同时满足所有的要求。
因为活性炭具有巨大的比表面积和特别发达的微孔,这也是活性炭吸附容量大、吸附能力比较强的主要原因,活性炭的吸附能力还与其内部孔结构、孔径分布以及表面化学性质有关。
活性炭尤其是微孔炭（MAC），被认为是“超微粒子、极狭小空间以及表面不规则构造的组合”。
超微粒子即类似石墨微晶形成的粒子，属于微孔炭结构单元，以各种方式结合起来的超微粒子就形成很好的纳米空间，由于形成的这些空间大小和超微粒子都是处于同一个数量级，这样就造就了很大的比表面积，由于不同的原料以及不同的形成过程，所形成的活性炭中就会有杂环结构或含有表面官能团的微结构等不规则的结构[1]。
上述所说的都使活性炭具有巨大的表面能，也提供了微孔与孔壁分子共同作用而形成的强大的分子场，即具有了强大的吸附性能。
随着绿色化学的提出和国民经济的发展,活性炭特别是高比表面积活性炭的研究受到了各国研究人员的密切关注,从实验室研制逐渐转向大规模生产。
活性炭在催化方面发挥着重要作用,同时,活性炭逐渐与化工分离、储氢、膜分离、分析传感器和生物机体联系起来。
目前研究最活跃的领域是活性炭在电容器和溶剂回收领域的应用[2]。
2. 国内外的发展动向活性炭产业在中国起步于50年代，起步晚，规模小，技术落后，设备陈旧，品种少，产品质量低。
主要是因为：缺乏统一领导下和应用开发能力，活性炭销售少，外贸起步晚，出口的组织不力。
在产品种类方面，我们的活性炭主要用于液相原料及产品的精制。
因为我国的工业发展、环境保护的需要和销售看好，近年来，增加了对颗粒活性炭的需求，其中增长最快的是煤质碳粒子。
20世纪我国有300多家活性炭生产厂家, 产量也已由80年代初的10kt 提高到1995年的100kt ,其中华东地区主要生产木质炭。
果壳炭集中在河北等省份。
煤质炭的生产主要在优质煤产地山西、宁夏等地。
年产量在2000吨以上的大型活性炭生产厂家有10家左右, 部分1000吨以下的小型活性炭厂已被淘汰由于污染和技术落后。
我国于80年代开始进行利用石油焦制取活性炭的研究, 但大都停留在低档炭水平, 与国外得技术水平相差较大, 比如锦州石化公司研究院利用磷酸浸渍石油焦, 再用水蒸汽活化, 最后测试样品碘值最高可达480 mg/g;南京大学在1987年申请的专利中介绍了利用南京炼油厂石油焦生产活性炭的方法:先将石油焦进行粗粉碎, 然后在600～650 ℃的马沸炉中加热1 h, 冷却后粉碎, 经过40目筛选,得所需活性炭。
该活性炭广泛用于染料废水、印染废水以及其它含有机物的废水处理, 但是专利中并没有给出活性炭吸附的性能指标; 银川光华活性炭厂与独山子石化总厂研究院以及山西新华化工厂合作,用水蒸汽法, 在活化温度为900℃时制取石油焦,制得活性炭的碘值为700 mg/g。
林业部南京林产化工研究所与南京炼油厂研究所共同对利用石油焦制备活性炭的研究进行了技术探讨, 采用不同的活化工艺及催化剂,根据不同的用途开发出高中低3种档次的活性炭。
近年来, 我国活性炭工业发展迅速, 出口量已经超过美国和日本, 居世界首位,平均年增长率高达15%。
但是其应用领域主要集中在食品、医药、军工等部门, 在环保方面的应用仍不广泛。
“九五”期间, 我国政府重视环保投资, 活性炭用量也成倍增长。
如果用木材、果壳及煤生产活性炭, 存在着原料来源少、成本高及运输不便等问题；炼厂石油焦资源丰富, 分布广, 价格低, 其固定碳含量也比木材和煤高很多, 若用其生产活性炭具有收率高、比表面大等优势。
另外, 石油焦的挥发份和灰份低；生产所得的活性炭杂质含量低,可用于生产中高档活性炭。
国外于70年代开始利用石油焦制备活性炭, 发达国家像美国于80年代中期实现工业化, 日本于90年代初开始大规模生产,生产所得比表面均在2500m2/g 以上, 由于所得活性炭具有比表面大、吸附性能高、原料丰富、价格低廉等优点, 已广泛用于催化、医药、电子、气体分离和储藏等领域。
1980s年代中期,美国阿莫卡公司采用化学活化法,以KOH为活化剂,制得的活性炭比表面积大于2500m2/g。
日本大阪煤气公司,用中间相沥青微球为原料、也采用化学活化方法制得比表面积高达4000m2/g的活性炭。
另外,国内外对加入磷酸进行活化的研究较多,美国于1970s年代将原料次烟煤及褐煤用稀磷酸处理,制得了高比表面以及高活性的活性炭。
现在美国大约有40%～50%采用磷酸活化法制取活性炭。
当时意大利、法国、德国、荷兰、比利时、英国等各国大约有15%的生产厂家采用该活化方法。
日本采用磷酸活化法的研究相比于美国则少些。
目前利用石油焦制取活性炭的研究及应用已引起各国学者的浓厚兴趣, 成为活性炭领域的热门课题之一。
3.活性炭的制备原料近年来，活性炭原料的发展趋势有两种：一是制造应用广泛，性能一般，但价格低廉的原料；二是具有特殊用途且制造性能优良的高性能活性炭，多使用特制的高价原料。
所有制造活性炭的原料均为含碳物质，可分为以下几大类。
(1)植物类原料（木质原料）活性炭的木质原料种类繁多,常用的有:木炭、木屑椰、树皮、子壳、核桃壳、果核、竹子、棉壳、咖啡豆梗、稻壳、油棕壳等。
在我国活性炭工业中木质原料占有有非常重要的地位。
其中,以核桃壳、椰子壳为最优,但由于原料有限,制约了其发展。
使用木炭、木屑为原料制备活性炭, 是林产化工的一大分支[3]。
通常经过初步炭化的果壳，然后用水蒸气活化，由此所得到的活性炭具有高强度和非常细的微孔，一般都用在防毒上。
一些制糖厂出来的废弃物甘蔗渣，经过回收利用后可用来制造具有特定性能的活性炭并且价低，广泛用于污水处理和颜料吸附[4]。
如果用椰树皮的纤维为原料，通过化学活化法便可得到活性炭，可以用来有效的除掉工业废水中有毒的废金属。
经过炭化后的树皮在经过气体活化后便可以得到很廉价的活性炭，由此可得的活性炭可用来作造纸废水的脱色剂。
(2)煤炭原料制造活性炭的重要原料煤炭。
几乎所有的煤都可以用来制造活性炭。
其中,成煤时间比较短的年轻褐煤、无烟煤、泥煤及弱粘煤等都是制造活性炭的优质原料。
由于煤炭分布广、资源多、价格低,所以以煤为原料来生产活性炭有着很好的前景。
正因为我国煤炭原料丰富，已成为煤质活性炭的生产大国，常用的煤炭有无烟煤、弱黏煤和不黏煤等，不过生产出来的活性炭具有品质不高，品种单一等缺点，所以用煤来作为主要得生产原料并且用常规的生产方法便可以得到高比表面积和高吸附量的活性炭已然成为具有很大意义的课题[5]。
无烟煤内部的孔隙只有分子大小，是制备微孔炭的理想原料，且其产品还具备分子筛特性，利用难转化的无烟煤来获得高回收率活性炭的研究日益受到重视[6]。
(3)石油原料石油原料是指石油炼制过程中像石油焦、石油沥青、石油油渣等含碳产品及废料。
特别值得关注的是石油加工副产物石油焦量大价低，而超过80%的含碳量，10%左右的挥发分，杂质含量极低，可以用来能制作得到含杂质低、回收率高、比表面积高的活性炭。
美国、日本已经能够利用石油焦来制备出比表面积高达3000m2/g的活性炭，并且也已经实现了产业化。
像现在国内的许多学者也作了很相似的研究，吴明铂等人[7]以大庆石油焦作为原料以氢氧化钠作为活化剂可以制得高性能的活性炭；还有宋燕等人[8]利用盘锦的石油焦用氢氧化钾作为活化剂，制备出来的活性炭比表面积高达3 730m2/g。
但是他们制作出来的活性炭的生产成本比较贵，仅限于电子、医药、气体吸附储存等这些领域。
今后如果要优化生产石油焦的新技术，形成产业化，进一步来提高石油焦附加值，并且扩充活性炭原料的来源。
另外一个难题就是如何把炼油行业中的催化油浆的合理利用，回炼是目前采用最多的办法，但是此方法耗能高且利用率低。
因为催化浆中含有很多的芳烃，并且芳构化得程度也较高，如果利用它来制作活性炭也不失为一种好原料。
(4)塑料类原料塑料类原料是指聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、呋喃树脂、聚碳酸脂、聚四氯乙烯等，这些原料可用来制做活性炭。
20世纪80年代，人们对以有机树脂为原料合成活性炭[9]做了研究。
制做出来的活性炭比普通煤质活性炭纯度高，机械强度好，并且具有可控孔径分布的优势，广泛被用于生物医学领域；制造高性能活性炭的好原料属于粒状酚醛树脂，用它生产出来的活性炭具有独特的微细孔，经表面处理后，在净水器、电池电极材料、氮气发生装置等方面有很好应用前景[10]。
(5)其他含碳废弃物像动物骨、动物血、旧轮胎、蔗糖、糖蜜等也可以用来制作活性炭，但用的不多。
表1 石油焦与几类炭质材料的比较。
