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引言1

参考文献4

第1章 活性炭的结构与性能6

1.1 活性炭的孔结构6

1.1.1 活性炭的孔结构6

1.1.2 活性炭的孔径分布及其测定8

1.1.2.1 压汞法8

1.1.2.2 毛细管凝聚法9

1.2.1 石墨的结构10

1.2 活性炭的微晶结构10

1.2.2 活性炭的基本微晶结构11

1.2.3 活性炭微晶结构的表征12

1.2.3.1 微晶尺寸13

1.2.3.2 石墨化度 g14

1.2.4 石墨炭、非石墨炭，易石墨化炭、难石墨化炭14

1.3 活性炭的性能及其测定16

1.3.1 活性炭的物理性质16

1.3.2 活性炭的吸附性能18

1.3.2.1 活性炭比表面积的测定18

1.3.2.3 活性炭从液相和气相中吸附物质的能力19

1.3.2.2 活性炭的孔容积19

1.4 活性炭微晶结构与活性炭吸附性能间的关系20

1.5 本章小结21

参考文献22

第2章 煤基活性炭定向制备的理论基础24

2.1 低温炭化过程对炭素材料结构的决定作用24

2.1.1 有机化合物的炭化过程及产物24

2.1.2 炭素前驱体及其取向性以及对炭素材料结构的影响25

2.1.3 炭化路径和控制及对炭素前驱体的影响27

2.2 煤基活性炭定向制备的途径29

2.3 制备活性炭的适宜原料煤30

2.3.1 煤种30

2.3.1.1 煤结构的基本概念30

2.3.1.2 不同变质程度煤的微晶结构特征31

2.3.1.3 不同变质程度煤的炭化特征33

2.3.1.4 粘结性煤的炭化过程及控制34

2.3.1.5 煤种的选择36

2.3.2 煤的显微组分37

2.3.3 煤中的杂原子(O，N，S)38

2.3.4 原料煤的选择原则39

2.4 木质活性炭与煤基活性炭性能差异的本质原因40

2.5 历史的回顾41

2.5.1 活性炭制备工艺的研究42

2.5.2 与制备活性炭有关的煤的炭化过程的研究46

2.5.3 煤炭深度脱灰的研究48

2.5.3.1 无机矿物质对活性炭性能、制造工艺影响的研究48

2.5.3.2 物理和物理化学净化法深度脱灰的研究49

2.5.3.3 化学净化法深度脱灰的研究50

2.5.3.4 脱灰时机的选择51

参考文献52

2.6 本章小结52

第3章 煤的炭化过程控制的研究59

3.1 原料煤的选择及组成特性的研究60

3.1.1 原料煤的选择60

3.1.2 原料煤组成特性的研究61

3.1.2.1 基本煤质资料61

3.1.2.2 煤样镜下观察结果62

3.1.2.3 煤样的 X 射线衍射分析研究62

3.2.1.2 煤样氧化程度的测定66

3.2.1.1 氧化试验66

3.2.1 试验66

3.2 煤的氧化对煤炭化过程的影响66

3.2.1.3 氧化煤样的炭化试验68

3.2.2 试验结果与讨论70

3.2.2.1 氧化对煤组成成分的影响70

3.2.2.2 氧化对煤性质的影响74

3.2.2.3 氧化对煤炭化过程的影响75

3.2.2.4 氧化对煤炭化物结构的影响77

3.3.1 试验79

3.3.1.1 煤样的制备79

3.3 煤与化学品共炭化对炭化过程及炭化物结构的影响79

3.3.1.2 煤与化学品的混合物的炭化试验——热重分析(TGA)80

3.3.1.3 煤与化学品共炭化产物的结构分析80

3.3.2 试验结果与分析81

3.3.2.1 化学品的加入对煤的挥发分的影响81

3.3.2.2 化学品对煤炭化过程的影响83

3.3.2.3 化学品对煤炭化产物微晶结构的影响86

3.3.2.4 化学品对煤炭过程的控制作用：KOH 和 ZnCl2的比较88

3.4.1.2 煤在不同升温速度下的炭化过程试验91

3.4.1.1 试验煤样91

3.4.1 试验91

3.4 升温速度对炭化过程的影响91

3.4.2 试验结果与讨论92

3.5 煤炭化过程控制的机制96

3.6 本章小结98

参考文献99

第4章 煤(炭化物)深度脱灰新方法的研究102

4.1 概述102

4.1.1 煤中无机矿物质的存在方式及特点102

4.1.2 煤(炭)深度脱灰方法102

4.1.3.2 深度脱灰新方法的思路104

4.1.3 煤(炭)深度脱灰新方法的思路104

4.1.3.1 煤基优质活性炭生产的要求与特点104

4.2 煤炭化后炭化物脱灰方法的研究105

4.2.1 炭化试验105

4.2.1.1 煤样105

4.2.1.2 炭化试验105

4.2.1.3 炭化试验结果与讨论106

4.2.2 炭化物脱灰的初步试验研究110

4.2.2.1 试验110

4.2.2.2 试验结果与讨论111

4.2.3 炭化物酸洗脱灰的试验研究112

4.2.3.1 试验112

4.2.3.2 炭化物酸洗脱灰试验结果与讨论112

4.2.3.3 炭化物酸洗脱灰机理的研究116

4.3 煤与化学品共炭化后炭化物的脱灰研究119

4.3.1 煤样的制备119

4.3.1.1 煤样的制备119

4.3.1.2 化学品对煤样灰分的影响120

4.3.3.1 酸洗脱灰过程123

4.3.3 煤与化学品共炭化后炭化物的脱灰123

4.3.2 炭化试验123

4.3.3.2 试验结果与讨论125

4.3.3.3 煤—KOH 共炭化炭化物酸洗脱灰的机理128

4.4 本章小结130

参考文献131

第5章 煤基活性炭制备的研究133

5.1 活性炭料条的制备134

5.1.1 不含添加剂的活性炭料条134

5.1.2 含化学品的活性炭料条135

5.2 炭化过程的试验研究136

5.2.2 炭化试验的研究内容及参数137

5.2.2.1 几个固定参数137

5.2.1 炭化试验装置137

5.2.2.2 炭化升温速度138

5.2.2.3 炭化低温区对活性炭料条部分氧化138

5.2.3 炭化试验总述139

5.3 活化过程的试验研究140

5.3.1 活化试验装置140

5.3.2.1 几个固定参数141

5.3.2 活化试验的研究内容及参数141

5.3.2.2 平均活化速度142

5.3.2.3 烧失量对活性炭质量的影响142

5.3.3 活化试验总述142

5.4 脱灰时机的试验研究143

5.5 活性炭性能的测试分析144

5.5.1 比表面积的测试144

5.5.2 碘吸附值的测定144

5.5.3 灰分的测定144

5.6.1 活性炭料条的工业分析指标及燃点145

5.6 实验结果与讨论145

5.6.2 不合化学品的活性炭料条(QM)炭化、活化结果146

5.6.2.1 升温速度对活性炭制备过程的影响146

5.6.2.2 炭化时低温区部分氧化对活性炭制备过程的影响150

5.6.2.3 炭化物无机质含量对活性炭制备工艺及性能的影响154

5.6.3 含 ZnCl2的活性炭料条(QM5Z、QM10Z)的炭化、活化试验结果157

5.6.3.1 ZnCl2对炭化得率的影响158

5.6.3.2 ZnCl2对炭化物活化速率的影响158

5.6.3.3 ZnCl2对活性炭吸附性能的影响158

5.6.4 含 KOH 的活性炭料条(QM5K、QM10K)的炭化、活化结果160

5.6.4.1 KOH 对炭化料活化速率影响161

5.6.4.2 KOH 对活性炭吸附性能的影响161

5.6.5 脱灰时机选择对制备活性炭的影响164

5.7 本章小结165

参考文献166

第6章 结论168

6.1 煤基活性炭的结构、性能和原料168

6.2 煤的炭化控制理论169

6.3 深度脱灰的新方法170

6.4 煤基活性炭的制备171