乙烯焦油基活性炭的制備及其電化學性能研究.pdf

1、乙烯焦油是乙烯裂解過程中原料及產品高溫縮合的產物，組成十分復雜，產量極大。本論文以乙烯焦油為原料，提出一種以化學合成的原位Mg(OH)2為模板，制備具有窄孔徑分布活性炭的新路徑，主要流程包括室溫條件下合成模板劑以及高溫炭化步驟。此種工藝操作簡單，模板劑易于移除；此外，經過H2SO4洗滌后的殘余溶液中含有大量MgSO4，可作為模板劑的鎂源，實現模板劑再生。
　　本論文以乙烯焦油作為原料，采用不同的加工方式得到用于活制備活性炭的兩種不

2、同的炭質前驅體。一種是通過正庚烷抽提過程，以得到瀝青質作為富炭前驅體論證了這種新型合成路徑的原理及可行性。所制備出活性炭的結構通過掃描電鏡和氮氣吸附脫附進行表征，結果表明：800℃炭化樣品的比表面積高達1362m2/g，且具有較窄的孔徑分布。樣品的電化學性能在6mol/L的KOH溶液中進行測試，結果表明：當電流密度為0.35A/g，樣品的比電容高達212.5F/g。
　　原料的另一種處理方式是通過縮聚形成中間相瀝青，并以此作為炭質

3、前驅體通過上述模板炭化路徑制備活性炭。本論文考察了不同的模板劑含量、炭化溫度、高溫停留時間以及濃酸氧化溫度對活性炭性能的影響。結果表明：隨著模板劑用量的增大，所得活性炭樣品的比表面積先增大后減小，樣品MSAC-818的比表面積高達1254.32m2/g。隨著炭化溫度的升高，樣品的比表面積先增大后減小，800℃炭化樣品MSAC-816具有最高的比表面積和總孔容。不同停留時間對樣品的比表面積影響不大，但對其孔徑分布有較大影響。隨著濃酸氧化溫

4、度的提高，各樣品比表面積相似，介孔含量變大。
　　不同工藝條件對于樣品電化學性能的影響如下：隨著模板劑用量的增加，樣品的比電容先增大后減小，在電流密度為0.5A/g時，樣品MSAC-818的比電容高達245F/g。樣品的比電容隨著炭化溫度的升高而減小，MSAC-716比電容最高，可逆性差。隨著炭化時間的增加，樣品的比電容先減小后增大，MSAC-826的比電容高達300F/g,但容量衰減較為嚴重；而MSAC-8-0.5-6和MSAC