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 200540)

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]。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[3-4]。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[5-6]。

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、HCl(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。

1.2 制备工艺

将石油焦粉碎，筛选粒径在5 mm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3 mm 的成型料。在制备柱状活性吸附材料成型料时要加入化学活化剂，干燥后的成型料首先在N2气保护……