刘慧文，胡晓滨，郝文明，崔杏雨，程文萍

(太原理工大学 化学化工学院，太原030024)

0 引 言

随着工业迅速发展，能源过度使用造成了严重的能源短缺和环境污染等问题。与煤炭和石油相比，天然气的主要成分是CH4，能完全燃烧且产物为H2O和CO2，因此天然气是一种清洁能源[1-2]。此外，甲烷还是重要的化工原料，在生活和生产中占有重要地位。随着人们对天然气的依赖程度加重，所以加大天然气的开采力度至关重要。在我国大部分天然气的开采率较低，其中甲烷浓度为20%～50%的煤层气的开采更为困难，这是因为煤层气中含有大量N2，且CH4和N2的理化性质较为接近[3]，所以增加了煤层气的利用难度。所以，对煤层气中甲烷进行分离提纯变得尤为重要。目前，常用的气体分离提纯技术为变压吸附法，此技术的核心是选择一种分离性能强的吸附剂[4]。活性炭因具有孔隙结构发达，表面性质丰富和稳定性好等优点，所以被广泛应用于气体吸附领域[5]。

气体吸附分离主要与吸附剂的孔隙结构和表面性能有关，而活性炭的孔结构和表面性质主要受制备方法和原材料的影响[6]。Isilay Ozdemir等[7]在化学活化和物理活化共同作用下以葡萄秸秆为碳源制备的活性炭，具有较高的比表面积和孔体积，且活性炭表面具有大量酸性官能团。Rodríguez Elena等[8]以煤作为原材料，结合直接炭化法和化学活化法制备的活性炭具有大孔和微孔孔隙结构。Almaz S. Jalilov等[9]在高温下利用KOH活化沥青制备的活性炭，其表面积可达到2 780 m2/g，CO2吸附量在3 000 kPa，298 K下可达到21 mmol/g；……