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新疆煤炭资源丰富,目前已探明储量1008亿吨,远景储量高达2.19万亿吨,约占全国总储量的40%。依托新疆优势资源,煤发电、煤变气、煤制油等项目已陆续开工或投入生产。活性炭是一种优质的吸附剂,其原料来源广泛,以新疆煤炭为原料生产高性能的煤质活性炭可以增加煤炭的利用途径,对提高其经济价值具有重要意义。由于煤炭的灰分含量较高且组成复杂,以物理活化方式活化制得的煤质活性炭性能普遍较低,以KOH为活化剂制备煤质活性炭虽然可以提高活性炭的性能,但碱用量大会造成生产成本高、且设备腐蚀严重。此外普通活性炭在使用完毕后分离回收比较困难,磁性活性炭的回收简单但制备工艺复杂。因此本论文针对上述存在的问题主要开展了以下研究工作。(1)以五彩湾煤矿和硫磺沟煤矿的产煤为原料,以KOH为活化剂,研究碱碳比、终温、升温速率以及恒温时间对活性炭比表面积和孔结构的影响,得出硫磺沟煤样为适合制备高比表面积的原煤,确定最佳的制备条件为碱碳比3:1、活化终温800℃、升温速率6℃/min、恒温时间60min,在该条件下可制得比表面积为3038m2g-1,孔容为1.840cm3g-1的煤质活性炭。(2)研究了KOH活化活性炭过程中K2CO3所起的作用,通过XRD分析证实了K2CO3的存在,经热重分析得到了K2CO3的分解温度。研究了K2CO3与煤炭反应过程中K2CO3的活性及存在形态的变化,发现多段热处理可以提高KOH的利用效率从而达到降低碱碳比的效果,并得出不同孔结构活性炭的制备方法。初步探讨了以K2CO3替代KOH的可能性。(3)用三种不同的方式制备了磁性活性炭(吸附法、溶剂热法和高温煅烧法),重点对高温煅烧法进行研究,与其他两种方式相比高温煅烧法的工艺最简单,该方法在碱碳比为1.0,温度1200℃下制备出比表面积为1554m2g-1孔容为1.567cm3g-1的磁性活性炭,并且由该方法制备的磁性活性炭具有较好的磁性和良好的耐酸性。(4)以高温煅烧法制备的磁性活性炭为吸附剂,考察其对重金属离子(Cu2+、Pb2+、Cr6+和Cd2+)的吸附性能。计算出样品在不同条件下对重金属离子的饱和吸附量和去除率,并考察了活性炭吸附的时间-浓度的关系。实验结果显示磁性活性炭对Cu2+、Cr6+、Pb2+的吸附效果较好,尤其是对Cu2+的吸附效果最佳,对Cd2+吸附效果较差,分析结果认为可能与活性炭自身的孔隙结构有关。