碳分子筛制备技术研究进展及应用.pdfVIP

ChemicalProductionand ·45· 2013年第20卷第5期化工生产与技术 Technology 碳分子筛制备技术研究进展及应用 刘 佳1姜华，付铁柱2 (1．衢州学院，浙江衢州324000； 2．巨化集团技术中心，浙江衢州324004) 摘要叙述了国内外碳分子筛(CMS)的炭化、活化等制备工艺、不同原料制备技术以及孔 径控制技术等研究进展情况，介绍了CMS在空气制氮、气体储存、气体分离和C02捕获等 方面的应用情况．分析了国内外CMS制备技术和孔径控制技术的发展趋势。认为生物质 和有机高分子聚合物废弃物制备CMS符合国家环保政策。将成为未来制备CMS的首选 原料。 关键词碳分子筛；制备；进展；应用 文献标识码A DOI 中图分类号TQ028．1+5 10．39690．issn．1006-6829．2013．05．013 1．1 制备过程 碳分子筛(CMS)是20世纪60年代发展起来的 一种非极性碳素吸附剂材料，属于多孔碳的范畴。 制备CMS的主要步骤如图l所示，包括原料的 CMS的孔径主要由1nm以下的微孔和少量大孔组 粉碎、预氧化、成型、干燥、炭化、活化和碳沉积等步 成，孔径分布均匀，具有很高的化学稳定性和气体选 骤。CMS的制备过程因原料的不同而有所差异，预 择性。目前CMS已广泛应用于环境保护、化学工业、 氧化、活化、碳沉积、再炭化则根据原料和产品用途 石油工业、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化防 的不同选择单流程或组合制备CMS。 护等各个领域[1-2]。随着全球安全环境保护的压力不 断增加、空分设备的应用领域扩展、页岩气开采等项 目的启动，对CMS的需求量也越来越大，性能要求 也越来越高。 CMS首先由联邦德国亚琛矿业研究公司(BF 公司)研制成功。国际上从事商业化生产CMS的公 图1 CMS制备过程 1 ofCMS 司主要有德国BF公司、美国Calgon公司、日本 FigPreparationprocess 1．2 常规方法 Takeda化学工业公司和Kuraray化学品公司[31。我国 1．2．1 炭化法 在20世纪70年代成功开发了煤制CMS的新工艺。 炭化法是指原料在惰性气氛下将成型原料在适 其空分富氮的效果可与国外相比。国内CMS厂家分 当的热解条件下炭化的方法。在热解条件下，原料分 布在长兴、宜城等地。 子中各基团、桥键、自由基和芳环发生复杂的分解缩 本文介绍CMS的制备技术和应用领域，阐述 聚反应．从而导致炭化物孔隙的形成、孔径的扩大和 CMS的不同制备方法及孔径控制技术发展现状。 收缩。适用于分子结构规整的树脂和果壳类的高挥 1 CMS的制备技术 发分物质，如杏核壳、山枣核、椰子壳、桃核壳、山楂 制备CMS的原料广泛．