一种多级孔活性炭及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多级孔活性炭及其制备方法，活性炭为核壳结构，包括核层和壳层，多级孔活性炭同时具有微孔

【技术实现步骤摘要】
一种多级孔活性炭及其制备方法


[0001]本专利技术属于碳材料
，特别是涉及一种多级孔活性炭及其制备方法。

技术介绍

[0002]活性炭是由木质、煤质、石油焦等含碳原料经过热解、活化工艺加工制备而成，具有发达的孔结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，已成功在吸附、催化、双电层电容器电极材料等方面得到广泛的应用。
[0003]作为石油加工过程的固体副产物，石油焦数量巨大，尤其是高硫焦产量巨大，目前仅作为燃料燃烧使用，售价仅约为100元/吨，在碳中和与碳达峰的背景下甚至禁止销售，因此石油焦高值化利用成为新的难题和挑战。石油焦制备的活性炭化学性质稳定、比表面积高、孔隙结构发达、导电性良好，适宜作为双电层电极材料使用。但石油焦基活性炭作为电极材料使用时，性能受到碳材料本身的结构及性质的影响，且构效关系相对复杂，多种性能相互制约。
[0004]活性炭的孔径分布范围很宽，从小于1nm到数千nm，孔径分为小于2nm的微孔、2～50nm的介孔和大于50nm的大孔。活性炭作为电极材料使用时，根据双电层理论模型，活性炭的比电容与比表面积成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级孔活性炭，所述活性炭为核壳结构，包括核层和壳层，其中核层活性炭来自于第一碳源，第一碳源为石油焦，壳层活性炭来自于第二碳源，所述第二碳源为沥青、催化油浆、重质含烃物料中的一种或几种，多级孔活性炭同时具有微孔
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介孔
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大孔结构，孔径分布如下：孔径大于50nm的大孔比例为1%～35%，优选为5%～30%；孔径为2～50nm的介孔比例为4%～80%，优选为10%～70%；孔径小于2nm的微孔比例为10%～95%，优选为40%～80%。2.按照权利要求1所述的多级孔活性炭，其中，大孔和介孔集中分布于壳层，微孔集中分布于核层，其中壳层中大孔和介孔的比例为40%～90%，优选50%～90%；核层中微孔的比例为70%～99%，优选80%～99%。3.按照权利要求1所述的多级孔活性炭，其中，多级孔活性炭的比表面积为400～3000m2/g，优选为900～2500m2/g。4.按照权利要求1所述的多级孔活性炭，其中，多级孔活性炭的总孔容为0.3～2.5cm3/g，优选为0.6～2.5cm3/g。5.一种多级孔活性炭的制备方法，包括如下步骤：（1）将石油焦与活化剂混合均匀后进行预活化处理，得到预活化石油焦；（2）将第二碳源、碱土金属化合物、活化剂与步骤（1）的得到的预活化石油焦混合，混合均匀后进行活化处理，活化完成后经洗涤干燥得到多孔活性炭。6.按照权利要求5所述多级孔活性炭的制备方法，其中，步骤（1）中活化剂与步骤（2）中活化剂相同或不同，优选相同。7.按照权利要求5所述多级孔活性炭的制备方法，其中，活化剂选自于为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氢氧化钙、氢氧化镁中的一种或几种，优选氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾中的一种或几种。8.按照权利要求5所述多级孔活性炭的制备方法，其中，石油焦原料的挥发分含量在5wt%～20wt%之间。9.按照权利要求5所述多级孔活性炭的制备方法，其中，步骤（1）中石油焦原料与活化剂的重量比为1:0.2～1:10，优选1:0.5～1:5。10.按照权利要求5所述多级孔活性炭的制备方法，其中，步骤（1）中预活化处理在惰性气氛下进行，所述惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或几种。11.按照权利要求5所述多级孔活性炭的制备方法，其中，步骤（1）中预活化温度为200～550℃，优选300～500℃。12.按照权利要求5所述多级孔活性炭的制备方法，其中，步骤（2）中所述第二碳源为沥青、催化油浆、重质含烃物料中的一种或几种，优选为沥青。13.按照权利要求12...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽萍，张舒冬，宋永一，李昱颖，刘继华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：