[发明专利]一种煤焦沥青多孔材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及沥青，尤其是涉及一种以傅克烷基化反应来使得煤焦沥青与二甲氧基甲烷交联，可得到比表面积较大多孔材料的一种煤焦沥青多孔材料及其制备方法与应用。

技术背景

沥青是原油加工过程中得到的产品，由不同分子量的碳氢化合物及其衍生物组成。煤焦沥青是炼焦的副产品，即焦油蒸馏后残留的黑色物质，含有难挥发的蒽、芘及苯类的芳香烃，所以煤焦沥青具有毒性。作为矿物废渣，煤焦沥青的利用率并不是很高。

沥青制备的多孔碳材料，如活性炭等。中国专利98123530.1公布了一种中孔沥青基球状活性炭的制备方法。该方法是将一次活化制得的具有一定比表面的沥青基球状活性炭在氯化亚铁和氯化钴等金属化合物的溶液中浸渍和干燥，在800～1000℃下用水蒸气或者二氧化碳进行二次活化，制得比表面积在1000～1650m²/g之间，中孔孔径在2～4nm之间，总孔体积介于0.22～0.58cm³/g之间的活性炭。中国专利200810037093.X公布了一种高碳收率沥青基球形活性炭的制备方法。该方法通过将不熔化沥青球与化学活化剂氯化锌或磷酸溶液混合均匀，再加热至300-800℃进行碳化、活化，经酸洗、水洗后，制得比表面积介于1100～1320m²/g之间，总的孔体积介于0.54～0.63cm³/g之间的沥青基球形活性炭。中国专利200910043229.2公布一种存储能量用多孔碳材料的制备方法。该方法以比表面积为1100m²/g的SO₂为模板，中间相沥青为碳源，沥青和SO₂混匀后放入电炉中，在N₂保护下将电炉升温至300℃后保温8h，然后升温至900℃后保温1h，最后N₂保护下冷却，再用30％的氢氟酸去除SO₂模板，过滤、水洗至中性，100℃干燥，制得比表面积为600m²/g的多孔碳。中国专利201510055624.8公布了一种中孔沥青基壳状炭材料的制备方法。该方法是石油沥青加入纳米氧化锌研磨混合，再加入经研磨的粉末状的氢氧化钾，研磨混合均匀。将该混合物置于管式炉，在氩气气氛中，以5℃/min的升温速率加热至200℃，恒温30min，在加热至800～900℃，恒温60min，自然冷却，得到的产物经酸洗、水洗和干燥后得到比表面积介于1766～2646m²/g之间，平均孔径在2.05～2.25nm之间的壳状中孔炭材料。