贵州省煤层气中低于30%的低浓度煤层气储量很大,总量位居全国第二。基于常压吸附真空脱附的真空变压吸附分离技术（VPSA）更适用于贵州低浓度煤层气CH₄的分离富集,吸附剂是该技术的关键。活性炭由于具有比表面积高、价格低廉、循环使用等优点被用作吸附剂,但是也存在诸多缺点,如中孔和大孔突出、超微孔少和酸性含量高等,这导致了其分离CH₄差。为提高贵州低浓度煤层气CH₄的浓度,具有较高比表面积、微孔孔径集中分布在小于1nm内的吸附剂亟须成功研发。针对该问题,本文从低浓度煤层气CH₄分离富集机理入手,借助N₂吸附/脱附等温线、FTIR和Boehm滴定等表征手段,分析了吸附剂的比表面积,微孔结构、表面酸碱性质,同时在金属离子改性上也进行了分析,探究不同方法对微孔炭分离富集低浓度煤层气CH₄性能的关系,得到了最佳的制备方案。具体研究内容如下:研究葡萄籽基微孔炭(GAC_K-X)对低浓度煤层气CH₄分离富集性能的影响,讨论活化时间、升温速率和碱碳比对微孔炭吸附性能的影响。研究结果表明,碱碳比对微孔炭性能影响最大,活化时间和升温速率对微孔炭影响较小。随碱炭比的增加,GAC_K-X微孔比表面积和超微孔孔容（<1nm）先增大后减小,在碱炭比为3.5时,PAC_K-3.5微孔比表面积和超微孔孔容最大,分别为897.32m²/g和0.29cm³/g,其对低浓度煤层气CH4的选择性吸附量最大,达到25.08 ml/g。研究活化时间、升温速率和碱碳比对聚偏二氯乙烯基微孔炭PAC_K-X吸附性能的影响。研究结果表明,碱碳比对微孔炭性能影响最大,活化时间和升温速率对微孔炭影响较小。随碱炭比的增加,PAC_K-X微孔比表面积和超微孔孔容先增大后减小,在碱炭比为3时,PAC_K-3.5微孔比表面积和超微孔孔容最大,分别为1999.24m²/g和0.39cm³/g,其对低浓度煤层气CH₄的选择性吸附量最大,达到38.00 ml/g。研究利用金属Ni（Ⅱ）离子改性聚偏二氯乙烯基微孔炭(PAC_K-3.5)制备了PAC_K-T-X%微孔炭对低浓度煤层气CH₄分离富集性能的影响,讨论了Ni（Ⅱ）离子和活化温度对微孔炭吸附性能的影响。研究结果表明,Ni（Ⅱ）离子和活化温度都对微孔炭性能有一定的影响,随Ni（Ⅱ）离子负载量和活化温度的增加,PAC_K-T-X%微孔比表面积和超微孔孔容都有略微的减小,在Ni（Ⅱ）离子质量分数为6%,活化温度为750℃时,PAC_K-T-X%微孔比表面积和超微孔孔容分别为1929.58m²/g和0.34cm³/g,其对低浓度煤层气CH₄的选择性吸附量最大,达到50.67 ml/g。