[发明专利]一种石油焦基活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石油焦基活性炭及其制备方法，所述活性炭的比表面积为2000～3500m²/g，孔容为0.8～1.5cm³/g，碘吸附值为2000～3000mg/g，亚甲基蓝吸附值为300～650mg/g。所述制备方法为将磷酸铵盐引入至石油焦中，干燥后进行预处理；然后将所得样品与活化剂混合，混合均匀后进行活化，最后经洗涤、干燥得到活性炭。所述活性炭具有高比表面积、高孔容，孔径分布集中，吸附性能优良等优点，且生产成本低，环境污染小。

技术领域

本发明涉及一种炭材料及其制备方法，尤其是涉及一种以石油焦为原料制备活性炭的方法。

背景技术

石油焦是炼油厂延迟焦化装置的产物，具有热值高、水分高、挥发分低等特点，其产量约为焦化原料油的25%～30%。随着延迟焦化技术的进一步发展，如何解决石油焦有效利用，以提高石油焦的附加值是面临的一个难题。以石油焦为原料制备活性炭是近年来兴起的石油焦增值利用的有效途径之一。

活性炭是一种环境友好型净化材料，由于其具有独特的孔隙结构和表面官能团，可广泛应用于工业、农业、国防、科技等各个领域。而活性炭应用领域的扩大对其吸附性能提出了更高的要求，对专用活性炭的需求也越来越大。因此，急需开发具有杂质含量低、比表面积高、孔径分布均一、吸附性能优良的高效活性炭。石油焦的含碳量比木材和煤高得多，用其制备的活性炭杂质含量低、比表面积大。

目前，以石油焦为原料制备高比表面积活性炭的主要路线之一是以氢氧化钾为活化剂，通过化学活化法制备活性炭。中国专利CN00104267.X 以石油焦或沥青为原料，以KOH为活化剂，碱炭比（KOH/石油焦质量比）为4:1时，制备出比表面积高达2308m²/g 的活性炭。中国专利CN1304788A 将KOH 与石油焦按5:1的比例混合，在高温下活化制备出比表面积超过3500m²/g 的活性炭。但上述方法在生产过程中采用的碱焦比较大，生产成本较高，还会带来较严重的环境污染问题，而且活化收率较低，炭消耗量大，得到的活性炭孔径分布宽，适用范围受限制。

发明内容

由于石油焦结构致密，结晶度高，缺乏活化所需要的初孔，通常在惰性气氛下采用碱焦比大于3/1的强碱来活化成孔，这就造成设备腐蚀严重和生产成本较高，从而制约了其开发与应用。

为克服现有技术中的不足，本发明提供了一种石油焦基活性炭及其制备方法。由该法制得的活性炭具有高比表面积、高孔容，孔径分布集中，吸附性能优良等优点，且生产成本低，环境污染小。

本发明第一方面提供一种石油焦基活性炭，所述石油焦基活性炭比表面积为2000～3500m²/g；孔容为0.8～1.5cm³/g；碘吸附值为2000～3000mg/g，亚甲基蓝吸附值为300～650mg/g。

本发明第二方面提供一种石油焦基活性炭的制备方法，所述制备方法包括如下内容：

（1）将磷酸铵盐引入石油焦中，然后干燥；

（2）用含水蒸气气体对步骤（1）所得样品进行预处理；

（3）将步骤（2）所得样品与活化剂混合，混合均匀后进行活化；

（4）步骤（3）所得活化后样品经洗涤、干燥得到活性炭。

本发明石油焦基活性炭的制备方法中，步骤（1）所述磷酸铵盐为磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵中的一种或几种，优选为磷酸铵。

本发明石油焦基活性炭的制备方法中，步骤（1）所述将磷酸铵盐引入石油焦中的方法为按本领域公知的方法进行，包括等体积浸渍法、过饱和浸渍法、混捏法中的一种或几种，优选为过饱和浸渍法。