汽油是一种挥发性强的轻质油品,在运输、使用过程中易蒸发污染大气。目前,国内外对汽油蒸发排放的控制主要采用以活性炭为吸附剂的炭罐,用来吸附引擎停止工作时未燃尽而逸出的汽油蒸气,引擎再次起动时通过空气吹扫将活性炭中吸附的汽油解吸出来,一同进入气缸燃烧。我国已经是世界第一大汽车生产国和消费国,每年需要大量的特种活性炭制造炭罐,所以研究高效汽油蒸气吸附的活性炭具有重要意义。本文通过对原料配比、炭化温度、炭化升温速率、活化温度、烧失率等工艺参数的研究,以强度和丁烷工作容量为指标,确定了最佳制备工艺条件,并研究了活性炭的丁烷吸附性能与孔隙结构的关系,确定了适合正丁烷吸附的最佳孔径范围。此外,本文还研究了碘值、亚甲基蓝值、焦糖脱色率与丁烷吸附性能的关系。最后,通过对活性炭吸附正丁烷进行动力学分析,确定出合适的动力学方程,为活性炭在汽油吸附领域的应用提供一定的理论指导。实验条件下,最佳参数及工艺条件为:煤种配比(大同:山东)为9:1,炭化温度为650℃,炭化升温速率为12℃/min,活化温度为960℃,烧失率为85%。在此条件下制得强度为92.0%,表观密度为0.296,丁烷工作容量为11.70g/100mL,比表面积1494m2/g,总孔容1.11cm3/g的活性炭。烧失率对活性炭的强度和丁烷吸附性能有显著影响,烧失率越高,活性炭的强度越低,但丁烷吸附性能越好。控制烧失率在80%-85%之间有助于在保证活性炭强度的同时提高丁烷吸附性能。较高的炭化温度得到的炭化料活化后孔隙较发达,有利于活性炭的丁烷吸附性能的提高。较慢的炭化升温速率会减少生成胶质体的数量,活性炭的孔隙较发达,丁烷的吸附性能较好,但是煤粉颗粒无法充分黏结,从而强度较低。活化温度对活性炭性能影响不大,较高的活化温度能缩短生产周期。对活性炭丁烷吸附性能和孔隙结构的关系进行分析,结果表明,总孔容和平均孔径的增大有利于丁烷工作容量的提高。孔径范围1.42-4.82nm之间的孔容有利于活性炭丁烷工作容量的提高,而0.79-1.10nm之间的孔容会导致活性炭丁烷持附性的增大。对活性炭常规指标和丁烷吸附性能指标的分析,发现活性炭的丁烷吸附性能与焦糖脱色率和亚甲基蓝值的线性关系较好,与碘值没有线性关系。并且,焦糖脱色率在60%以上,亚甲基蓝值在320mg/g以上的活性炭的丁烷工作容量较高,高于10g/100mL。对活性炭进行丁烷吸附动力学试验,结果表明:温度主要影响丁烷饱和吸附量,温度越低,饱和吸附量越高;丁烷气体的流量主要影响达到吸附平衡所需的时间,丁烷气体流量越大,越快达到吸附平衡。通过氮气吹扫的脱附过程与温度的关系不大;氮气的流量对丁烷的脱附量有影响,氮气流量越大,丁烷脱附量越高。通过动力学方程拟合发现,Bngham动力学方程对吸附和脱附实验数据的拟合程度很好,相关系数R2达0.99,此方程能很好地描述活性炭对丁烷的吸附和脱附过程。