CN101717085B - 一种活性碳微球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种活性碳微球及其制备方法。本发明活性碳微球的直径是10-40nm，BET比表面积是2500-3600m2/g，总孔孔容2.5-3.2cm3/g，中孔孔容1.6-2.2cm3/g，平均孔径2.8-3.1nm。本发明活性碳微球制备方法是：煤沥青与添加剂的混合物先进行预氧化，然后使用强碱性化合物活剂进行活化，再用清洁剂清洗，最后进行干燥得到所述的活性碳微球。
Description
【技术领域】
本发明属于微米碳材料技术领域。更具体地，本发明涉及一种活性碳微球，还涉及所述活性碳微球的制备方法。
【背景技术】
人们知道，现有的活性碳材料有大量的孔隙，高的比表面积，在其表面还有多种活性官能团，具有很好的催化活性，不仅如此，化学稳定性也很好，机械强度也很高，可以反复使用，这些优异的特性使得现有活性碳材料成为一种备受世人关注的优质吸附剂。活性碳就在食品、医药上脱色、防毒和除味等方面很早就获得了应用，并且随着时间的推移，它们作为优质的吸附剂和催化剂载体越来越广泛地应用于工业、国防、医药卫生、化工、环保等工业技术领域。但是，随着工业技术的飞速发展，现有活性碳材料的性能越来越不适应环保、医药、电容器等重要领域的实际要求，因此急需提高它们的性能，例如增加比表面积、提高吸附速度与效率。为了提高活性碳的吸附性能，人们做了大量的研究工作。例如日本大阪瓦斯公司以中间相沥青微球为原料，以KOH为活化剂，制得比表面积高达3000～4600的超高比表面积活性炭微球。T.Kasuh，G.Morino在US 5 143889(1992)中描述了使用KOH通过化学活化作用制备超级活性碳，其比表面积超过4000m2/g，而这些超级活性碳主要由微孔组成，这类高比表面积活性炭材料的孔径通常分布很窄，微孔孔容占90％左右，而中孔(直径大于2nm的孔隙)和大孔(直径大于50nm的孔隙)的含量很小。由于中孔不但可以作为吸附质进入微孔的通道，而且它们本身可以吸附大量的吸附质，因此，它们在吸附应用中具有非常重要的意义。一般活性碳材料随着中孔含量的增加，比表面积则会降低，因此很难获得具有高比表面积的中孔型活性碳材料。然而，近年来使用强碱性化合物作为活化剂制备的高比表面积活性碳材料是活性碳领域取得的最大进展。例如沈曾民、薛锐生在《炭素技术》，5(2001)，中报告了使用KOH对中孔微球进行化学活化，制备出活化中孔微球，它的总孔体积可以达到2.45cm3/g，比表面积达到3128m2/g，并且中孔含量达到56.1-65.7％。因此，采用这种技术制备的高比表面积的中孔型粉末状活性碳，应当能够满足许多行业，例如超级电容器、制药、催化剂载体等对这类材料的要求，于是，这种中孔型活性碳在涉及甲烷等吸附技术的领域里具有非常广阔的前景。然而，它们在吸附氢气、二氧化碳等还显得不足，例如吸附容量还不高，吸附速度还慢。因此，本发明人经过大量实验研究，终于完成了本发明。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种活性碳微球。
本发明的另一个目的是提供一种所述活性碳微球的制备方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种活性碳微球。
该活性碳微球是由含有以所述活性碳微球总重量计的90.0重量％以上无定形碳基材料组成的碳微球，它的直径是10-40μm，BET比表面积是2500-3600m2/g，总孔孔容2.5-3.2cm3/g，中孔孔容1.6-2.2cm3/g，平均孔径2.8-3.1nm。
优选地，该活性碳微球是含有以所述活性碳微球总重量计的93.0重量％以上无定形碳基材料，它的直径是15-35μm，BET比表面积是2600-3500m2/g，总孔孔容2.6-3.0cm3/g，中孔孔容1.8-2.0cm3/g，平均孔径2.8-3.0nm。
本发明涉及所述活性碳微球的制备方法。
该方法的步骤如下：
A、按照煤沥青重量计，往所述煤沥青添加10-30重量％选自纳米陶瓷粉、金属氧化物、二氧化硅或碳酸盐的添加剂，混合均匀后在空气中在温度300-400℃下进行预氧化1.0-3.0小时，然后在惰性气氛下，在温度400-600℃下保持恒温0.8-2.0小时，
B、让步骤A)得到的产物与以所述产物重量计300-900重量％强碱性化合物活化剂混合，然后在活化炉中在惰性气体保护下加热到750℃-900℃，再在这个温度下保持0.5-1.5小时，得到一种活化产物；
C、步骤B得到的活化产物使用清洁剂进行清洗，然后进行干燥，这样可以制得所述的活性碳微球材料。
根据本发明的一种优选实施方式，所述的煤沥青粒度是200-400目。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的纳米陶瓷粉是一种或多种选自纳米氧化锆、氮化硅晶须、纳米碳化硅、纳米碳化钛、纳米氧化钇、纳米氮化硅、纳米氮化钛、纳米氮化铝或纳米碳化锆的纳米陶瓷粉。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的金属氧化物是一种或多种选自氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化亚铁或氧化锆的金属氧化物。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的碳酸盐是一种或多种选自碳酸钙、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钾、碳酸氢钙、碳酸氢钠、碳酸氢镁或碳酸氢钾的碳酸盐。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的惰性气氛是氮气、氩气或氮气与氩气混合物的惰性气氛。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的活化剂是一种或多种选自KOH、NaOH、LiOH、KOH/NaOH、KOH/LiOH或NaOH/LiOH混合物的活化剂。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的清洁剂是一种或多种选自蒸馏水、乙醇、丙酮或***的清洁剂。
下面将详细地描述本发明。
本发明涉及一种活性碳微球。
该活性碳微球是由含有以所述活性碳微球总重量计的90.0重量％以上无定形碳基材料组成的碳微球，除碳之外，该活性碳微球还含有氧元素和活化剂金属离子。
所述活性碳微球的直径是10-40μm，BET比表面积是2500-3600m2/g，总孔孔容2.5-3.2cm3/g，中孔孔容1.6-2.2cm3/g，平均孔径2.8-3.1nm。
在本发明的意义上，所述的活性碳微球应该理解是具有高BET比表面积、高总孔孔容、高中孔孔容和适当孔径的碳微球，例如所述的活性碳微球的直径大于10μm、BET比表面积大于2500m2/g、总孔孔容大于2.5cm3/g，中孔孔容大于1.6cm3/g，平均孔径大于2.8nm的碳微球。
本发明的活性碳微球的BET比表面积、总孔孔容、中孔孔容与平均孔径是采用下述方法测定的：采用目前市场上销售的自动吸附仪，按照容量法原理以氮气作为吸附质，在液氮温度下进行吸附，由测得的吸附等温线采用BET法计算出BET比表面积，由相对压力为0.98时的氮吸附值换算成液氮体积得到总孔孔容，采用Dubinin-Astakhov法计算微孔孔容，总孔孔容减去微孔孔容得到中孔孔容，由密度函数理论计算活性碳微球的孔径分布，再由这个孔径分布计算出平均孔径。本发明的活性碳微球直径是用扫描电子显微镜测定的。
在本发明中，所述微孔是孔直径小于2nm的孔；所述的中孔是孔直径大于2nm且又小于50nm的孔。
大量实验研究证明，所述的活性碳微球只有满足上述基本产品参数，它们对氢气和二氧化碳的吸附量、吸附动力学以及机械强度、再生性能才能够满足实际工业化实施的要求。
例如，如果BET比表面积小于2000m2/g，样品的吸附性能会很差；大于4000m2/g，则样品主要由微孔组成，孔径会很小，不利于气体的吸附。
如果该活性碳微球的总孔孔容小于2.5cm3/g或大于3.2cm3/g，则对气体分子的吸附会变差，储存气体的能力减弱。
如果该活性碳微球的平均孔径小于2.8nm或大于3.1nm，则由于孔径的过小或过大，导致分子很难进入材料，或者分子在材料中太容易进入。
因此，只是具有上述性能参数的活性碳微球才是本发明的优选活性碳微球。
优选地，该活性碳微球是由含有以所述活性碳微球总重量计的93.0重量％以上无定形碳基材料组成的碳微球，它的直径是15-35μm，BET比表面积是2600-3500m2/g，总孔孔容2.6-3.0cm3/g，中孔孔容1.8-2.0cm3/g，平均孔径2.8-3.0nm。
更优选地，该活性碳微球是含有以所述活性碳微球总重量计的93.5重量％以上无定形碳基材料，它的直径是16-32μm，BET比表面积是2800-3000m2/g，总孔孔容2.6-2.8cm3/g，中孔孔容1.8-2.0cm3/g，平均孔径2.8-3.0nm。
本发明还涉及所述活性碳微球的制备方法。
该方法的步骤如下：
A、按照煤沥青重量计，往所述煤沥青添加10-30重量％选自纳米陶瓷粉、金属氧化物、二氧化硅或碳酸盐的添加剂，混合均匀后在空气中在温度300-400℃下进行预氧化1.0-3.0小时，然后在惰性气氛下，在温度400-600℃下保持恒温0.8-2.0小时。
煤沥青是由煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成的沥青，在室温下为黑色脆性块状物，有光泽，熔融时易燃烧。
本发明使用的煤沥青应该符合国家标准GB/T2290-94，是目前市场上销售的产品。首先，应该使用在本技术领域中通常使用的粉碎机对煤沥煤进行粉碎。然后，粉碎的煤沥青再使用通常的标准筛进行筛分，取粒度200-400目的煤沥青用于本发明的制备。
对于本发明而言，所述的煤沥青粒度对于实施本发明并不关键，其粒度小于200目或大于400目也可以使用，但对产物产率有一定影响。
在本发明中，所述的添加剂应该理解是一种能够帮助沥青成球的物质，因此，凡是具有这种性能的物质都可以作为本发明的添加剂。
优选地，按照煤沥青重量计，所述添加剂的量是300-900重量％，更优选地500-800重量％，非常优选地500-700重量％。
所述的添加剂选自纳米陶瓷粉、金属氧化物或碳酸盐。
在本发明中，所述的纳米陶瓷粉是平均粒度小于50nm的陶瓷粉末。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的纳米陶瓷粉是一种或多种选自纳米氧化锆、氮化硅晶须、纳米碳化硅、纳米碳化钛、纳米氧化钇、纳米氮化硅、纳米氮化钛、纳米氮化铝或纳米碳化锆的纳米陶瓷粉。这些纳米陶瓷粉都是目前在市场上销售的产品，例如纳米氧化锆是上海彩誉纳米科技公司以商品名销售的产品，纳米碳化钛是合肥开尔纳米科技发展有限责任公司以商品名销售的产品等。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的金属氧化物是一种或多种选自氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化亚铁或氧化锆的金属氧化物。所述的氧化物都是目前在市场上销售的产品。一般地，所述氧化物的粒度是200-300目。所述粒度对于本发明实施不是特别关键的，超出这个粒度范围的氧化物也可以使用，但对产物产率与性能有一定的影响。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的碳酸盐是一种或多种选自碳酸钙、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钾、碳酸氢钙、碳酸氢钠、碳酸氢镁或碳酸氢钾的碳酸盐。所述的碳酸盐都是目前在市场上销售的产品。一般地，所述氧化物的粒度是200-300目。所述粒度对于本发明实施没有特别的影响，超出这个粒度范围的氧化物也可以使用，但只是会影响反应速度。
在所述煤沥青与添加剂混合后，优选地在空气中在温度320-380℃下进行预氧化1.2-2.8小时。更优选地，在温度340-360℃下进行预氧化1.5-2.5小时。非常优选地，在温度340-360℃下进行预氧化1.8-2.2小时。
所述混合物在预氧化后再在惰性气氛下，在温度400-600℃下保持恒温0.8-2.0小时。优选地，在温度420-580℃下保持恒温1.0-1.8小时，更优选地在温度450-550℃下保持恒温1.2-1.6小时，非常优选地在温度480-520℃下保持恒温1.2-1.6小时。
在本发明中，所述的惰性气氛是氮气、氩气或氮气与氩气混合物的惰性气氛。优选地，所述的惰性气氛是氮气或氩气。更优选地，所述的惰性气氛是氮气。
实施这个步骤所使用的设备是本技术领域中通常使用的设备，这种设备能够比较精确地控制温度，例如控制温度的精度是±2℃。这种设备还能够实现密封，保持在整个反应过程中的气氛不会因泄漏而发生变化。
B、让步骤A)得到的产物(即预氧化沥青产物)与以所述产物重量计300-900重量％强碱性化合物活化剂混合，然后在活化炉中在惰性气体保护下加热到750℃-900℃，再在这个温度下保持0.5-1.5小时，得到一种活化产物。
在本发明中，所述的活化应该理解是一种能够使预氧化煤沥青达到具有一定吸附活性的方法，这样煤沥青具有更高的比表面积。
所述的活化剂应该理解是一种能够刻蚀沥青的强碱性的物质，因此，凡是具有这种性能的物质都可以作为本发明的活化剂。
例如，所述的活化剂优选地是一种或多种选自KOH、NaOH、LiOH、KOH/NaOH、KOH/LiOH或NaOH/LiOH混合物的活化剂。
更优选地选自KOH、NaOH、LiOH、KOH/NaOH或KOH/LiOH混合物。
非常优选地选自KOH、NaOH或KOH/NaOH混合物。
在步骤(B)中，以预氧化沥青重量计，所述强碱性化合物活化剂的量优选地是预氧化沥青产物的300-900重量％，更优选地是500-800重量％，非常优选地是500-700重量％。
在本发明中，所述强碱性化合物活化剂的量如果低于300重量％，则会出现样品的比表面积过低；如果高于900重量％，则会出现样品的比表面积过低。
在本发明中，所述强碱性化合物活化剂的粒度不是关键，只要不是太大或太小。
在本发明中，可以使用本技术领域中通常使用的耐腐蚀混合设备将所述预氧化沥青产物与所述强碱性化合物活化剂进行混合。所述的耐腐蚀混合设备例如是镍坩埚。
预氧化沥青产物与所述强碱性化合物活化剂混合后接着在活化炉中进行活化。
在本发明中，所述的活化炉应该理解是一种能够让所述强碱性化合物活化剂使步骤A)得到预氧化沥青活化的设备，例如，在本技术领域中人们熟知的北京电炉厂生产的坩埚电阻炉设备。
所述预氧化沥青产物与强碱性化合物活化剂混合物优选地在惰性气体保护下加热到750℃-900℃，再在这个温度下保持0.5-1.5小时。
更优选地加热到800℃-900℃，再在这个温度下保持0.8-1.2小时。
非常优选地加热到850℃-900℃，再在这个温度下保持1.0-1.2小时。
这里，所述的惰性气氛是氮气、氩气或氮气与氩气混合物的惰性气氛。优选地，所述的惰性气氛是氮气或氩气。更优选地，所述的惰性气氛是氮气。
C、步骤B得到的活化产物使用清洁剂进行清洗，然后进行干燥，这样可以制得所述的活性碳微球材料。
在本发明中，所述清洗是使用清洁剂除去所述活化产物存在的杂质。
所述的清洁剂优选地是一种或多种选自蒸馏水、乙醇、丙酮或***的清洁剂。
更优选地是蒸馏水、乙醇或***。
非常优选地是蒸馏水或乙醇。
活化产物经清洗后需要进行干燥处理。所谓干燥是除去活化产物中可能存在的清洁剂或少量水分。
进行干燥处理的温度需要根据使用的清洁剂种类进行选择，这种选择是本技术领域的技术人员熟知的。
进行干燥处理所使用的设备是本技术领域通常使用的干燥设备，例如真空干燥箱、鼓风恒温干燥箱。
采用本发明方法制备的产品需要进行分析，吸附性能评价。
使用日本Hitachi公司的S-4700扫描电子显微镜观测采用本发明方法制备的产品外观。
使用日本理学公司Rigaku D/MAX2500 VB2+/PC型X射线衍射仪(40kv，40mA)，使用CuKα射线源，在0°-5°和5°-90°进行扫描，分析采用本发明方法制备的产品的结构。
使用美国Micromeritics公司的ASAP-2010型分析仪器，检测采用本发明方法制备的产品的BET比表面积，总孔孔容、中孔孔容和平均孔径。
使用英国Hiden公司的IGA-003型智能型重力分析仪检测采用本发明方法制备的产品的吸附性能。
采用本发明方法制备的活性碳微球可以作为吸附剂用于氢气和二氧化碳等气体的吸附技术领域，可以用于超级电容器、制药、催化剂载体等技术领域
[有益效果]
本发明的样品不但具有高的比表面积和中孔含量，而且具有良好的吸附能力；该发明的制备工艺简单，易行，环保，不会产生有毒，有害的物质和气体，且成本低；可应用在储能材料和超级电容器的电极材料。
【附图说明】
图1是活化前活性碳微球的扫描电子显微镜照片
图2是活化后活性碳微球的扫描电子显微镜照片
【具体实施方式】
实施例1：本发明的活性碳微球的制备方法。
制备步骤如下：
A、使用南京大学仪器厂生产的QM-1SP行星式球磨机粉碎设备将符合国家标准GB/T2290-94的煤沥青粉碎到200目，称取粉碎煤沥青100克，往所述煤沥青添加18克纳米氧化锆陶瓷粉添加剂，用玻棒搅拌混合均匀后装入鼓风干燥箱中，在空气中在温度350℃下进行预氧化1.8小时，然后在氮气气氛下，在温度480℃下保持恒温1.2小时，再自然冷却到室温，得到109.8克预氧化产物，使用Hitachi S-4700扫描电子显微镜观测结果列于图1，该图显示这种预氧化产物基本为球形。
B、让步骤A)得到的产物与以所述产物重量计500重量％氢氧化钠活化剂混合，然后在竖式活化炉中在氮气气体保护下加热到820℃，再在这个温度下保持1.0小时，得到一种活化产物，使用Hitachi S-4700扫描电子显微镜观测结果列于图2，该图显示这种活化产物基本为椭球形。
C、步骤B得到的活化产物使用蒸馏水进行清洗两次，然后在真空干燥箱在-0.1PMa与温度85℃下进行干燥，这样制得本发明的活性碳微球材料。
本实施例得到的活性碳微球材料使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表1中。
实施例2：本发明的活性碳微球的制备方法。
按照与实施例1的同样方式实施，不同之处在于只是使用纳米碳化钛陶瓷粉添加剂。
本实施例得到的活性碳微球材料也使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表1中。
实施例3：本发明的活性碳微球的制备方法。
按照与实施例1的同样方式实施，不同之处在于只是使用纳米氮化硅陶瓷粉添加剂。
本实施例得到的活性碳微球材料也使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表1中。
实施例4：本发明的活性碳微球的制备方法。
按照与实施例1的同样方式实施，不同之处在于只是使用纳米碳化锆陶瓷粉添加剂。
本实施例得到的活性碳微球材料也使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表1中。
实施例5：本发明的活性碳微球的制备方法。
按照与实施例1的同样方式实施，不同之处在于只是使用碳酸钙碳酸盐添加剂。
本实施例得到的活性碳微球材料也使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表1中。
实施例6：本发明的活性碳微球的制备方法。
按照与实施例1的同样方式实施，不同之处在于只是使用二氧化硅添加剂。
本实施例得到的活性碳微球材料也使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表1中。
实施例7：本发明的活性碳微球的制备方法。
按照与实施例1的同样方式实施，不同之处在于只是使用氧化镁添加剂。
本实施例得到的活性碳微球材料也使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表1中。
实施例8：本发明的活性碳微球的制备方法。
按照与实施例1的同样方式实施，不同之处在于只是使用氧化亚铁添加剂。
本实施例得到的活性碳微球材料也使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表1中。
对比实施例1
按照与实施例1的同样方式实施，不同之处在于不使用任何添加剂。
本实施例得到的活性碳微球材料也使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表1中。
表1
由表1可以看出：添加添加剂使样品的BET，孔容，中孔孔容，平均孔径等均有明显提高。添加剂的不同，样品的性能也有所不同。根据需求的不同，可选择不同的添加剂。
实施例9：本发明的活性碳微球的制备方法。
制备步骤如下：
A、使用南京大学仪器厂生产的QM-1SP行星式球磨机粉碎设备将符合国家标准GB/T2290-94的煤沥青粉碎到200目，称取粉碎煤沥青100克，往所述煤沥青添加14克氧化镁添加剂，用玻棒搅拌混合均匀后装入鼓风烘箱设备中，在空气中在温度360℃下进行预氧化1.5小时，然后在氩气气氛下，在温度520℃下保持恒温1.6小时，再自然冷却到室温，得到109.6克预氧化产物。
B、让步骤A)得到的产物与以所述产物重量计600重量％氢氧化钠活化剂混合，然后在竖式活化炉中在氮气气体保护下加热到800℃，再在这个温度下保持1.2小时，得到一种活化产物；
C、步骤B得到的活化产物使用无水乙醇进行清洗两次，然后在真空干燥箱在-0.1PMa与温度85℃下进行干燥，这样制得本发明的活性碳微球材料。
本实施例得到的活性碳微球材料使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表2中。
实施例10：本发明的活性碳微球的制备方法。
制备步骤如下：
A、使用南京大学仪器厂生产的QM-1SP行星式球磨机粉碎设备将符合国家标准GB/T2290-94的煤沥青粉碎到300目，称取粉碎煤沥青100克，往所述煤沥青添加20克氧化镁添加剂，用玻棒搅拌混合均匀后装入鼓风干燥箱设备中，在空气中在温度320℃下进行预氧化2.5小时，然后在氩气气氛下，在温度550℃下保持恒温1.8小时，再自然冷却到室温，得到109.8克预氧化产物。
B、让步骤A)得到的产物与以所述产物重量计500重量％氢氧化钠活化剂混合，然后在竖式活化炉中在氮气气体保护下加热到850℃，再在这个温度下保持0.8小时，得到一种活化产物；
C、步骤B得到的活化产物使用无水乙醇进行清洗两次，然后在真空干燥箱在-0.1PMa与温度85℃下进行干燥，这样制得本发明的活性碳微球材料。
本实施例得到的活性碳微球材料使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表2中。
实施例11：本发明的活性碳微球的制备方法。
制备步骤如下：
A、使用南京大学仪器厂生产的QM-1SP行星式球磨机粉碎设备将符合国家标准GB/T2290-94的煤沥青粉碎到400目，称取粉碎煤沥青100克，往所述煤沥青添加30克氧化镁添加剂，用玻棒搅拌混合均匀后装入鼓风干燥箱设备中，在空气中在温度400℃下进行预氧化1.0小时，然后在氩气气氛下，在温度600℃下保持恒温0.8小时，再自然冷却到室温，得到109.5克预氧化产物。
B、让步骤A)得到的产物与以所述产物重量计700重量％氢氧化钠活化剂混合，然后在竖式活化炉中在氮气气体保护下加热到750℃，再在这个温度下保持1.5小时，得到一种活化产物；
C、步骤B得到的活化产物使用无水乙醇进行清洗两次，然后在真空干燥箱在-0.1PMa与温度85℃下进行干燥，这样制得本发明的活性碳微球材料。
本实施例得到的活性碳微球材料使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表2中。
实施例12：本发明的活性碳微球的制备方法。
制备步骤如下：
A、使用南京大学仪器厂生产的QM-1SP行星式球磨机粉碎设备将符合国家标准GB/T2290-94的煤沥青粉碎到250目，称取粉碎煤沥青100克，往所述煤沥青添加10克氧化镁添加剂，用玻棒搅拌混合均匀后装入鼓风干燥箱设备中，在空气中在温度300℃下进行预氧化3.0小时，然后在氩气气氛下，在温度400℃下保持恒温2.0小时，再自然冷却到室温，得到109.8克预氧化产物。
B、让步骤A)得到的产物与以所述产物重量计800重量％氢氧化钠活化剂混合，然后在竖式活化炉中在氮气气体保护下加热到900℃，再在这个温度下保持0.5小时，得到一种活化产物；
C、步骤B得到的活化产物使用***进行清洗两次，然后在真空干燥箱在-0.1PMa与温度85℃下进行干燥，这样制得本发明的活性碳微球材料。
本实施例得到的活性碳微球材料使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表2中。
对比实施例2：
按照与实施例8的同样方式实施，不同之处在于不使用任何添加剂。
本实施例得到的活性碳微球材料也使用在本申请说明书中描述的设备和仪器进行了分析，其分析结果列于表2中。
表2
由表2可以看出：添加添加剂使样品各方面性能得到提升，不同的活化温度和活化时间，对样品各方面的性能均有影响。因此，选取合适的添加剂和适当的活化条件是本发明的关键。
Claims (6)
1.一种活性碳微球，其特征在于该活性碳微球是由含有以所述活性碳微球总重量计的90.0重量％以上无定形碳基材料组成的碳微球，它的直径是10-40nm，BET比表面积是2500-3600m2/g，总孔孔容2.5-3.2cm3/g，中孔孔容1.6-2.2cm3/g，平均孔径2.8-3.1nm。
2.根据权利要求1所述活性碳微球，其特征在于该活性碳微球是含有以所述活性碳微球总重量计的93.0重量％以上无定形碳基材料，它的直径是15-35nm，BET比表面积是2600-3500m2/g，总孔孔容2.6-3.0cm3/g，中孔孔容1.8-2.0cm3/g，平均孔径2.8-3.0nm。
3.根据权利要求1或2所述活性碳微球的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：
A、按照煤沥青重量计，往所述煤沥青添加10-30重量％选自纳米陶瓷粉、金属氧化物、二氧化硅或碳酸盐的添加剂，混合均匀后在空气中在温度300-400℃下进行预氧化1.0-3.0小时，然后在惰性气氛下，在温度400-600℃下保持恒温0.8-2.0小时；
所述煤沥青的粒度是200-400目；
所述的纳米陶瓷粉是一种或多种选自纳米氧化锆、纳米碳化硅、纳米碳化钛、纳米氧化钇、纳米氮化硅、纳米氮化钛、纳米氮化铝或纳米碳化锆的纳米陶瓷粉；
所述的金属氧化物是一种或多种选自氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化亚铁或氧化锆的金属氧化物；
所述的碳酸盐是一种或多种选自碳酸钙、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钾、碳酸氢钙、碳酸氢钠、碳酸氢镁或碳酸氢钾的碳酸盐；
B、让步骤A)得到的产物与以所述产物重量计300-900重量％强碱性化合物活化剂混合，然后在活化炉中在惰性气体保护下加热到750℃-900℃，再在这个温度下保持0.5-1.5小时，得到一种活化产物；
C、步骤B得到的活化产物使用清洁剂进行清洗，然后进行干燥，这样可以制得所述的活性碳微球材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的惰性气氛是氮气、氩气或氮气与氩气混合物的惰性气氛。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的活化剂是一种或多种选自KOH、NaOH、LiOH及其混合物的活化剂。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的清洁剂是一种或多种选自蒸馏水、乙醇、丙酮或***的清洁剂。
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