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活性炭的化学活化法对结构的影响

    活性炭的生产要经过一系列的复杂制备工序,其中碳化是其生产过程中的重点内容,活性炭的碳化方法有很多,今天我们主要为大家讲一讲活性炭的化学活化法以及对活性碳孔隙结构的影响。
1、KOH活化的研究
   比较三个KOH活化样品的吸附等温线,可见原料的影响很重要.用炭化程度高的海南椰壳炭为原料,活化样品的等温线基本是Ⅰ-型,说明活性炭主要由发达微孔组成,而且微孔比表面为2 300 m2/g,高于物理活化的样品C1-56.达到相近的比表面积,KOH活化的产品收率(烧失率37%)高于气相氧化(烧失率69%),反应时间仅需2 h.KOH活化越南料,吸附等温线的斜率较小,可能由于原料中氢和氧等杂原子,在反应中生成水,与碳原子的反应速度大于反应物在小孔中的扩散程度,从而使孔壁烧失,微孔减少,从而产生中孔.CK2-50和CK3-49的烧失率相近,但后者先进行炭化,杂原子以H2、CH4、CO和CO2逸出,烧失率达13.56%,然后再用KOH活化,微孔比表面可以达到2 548 m2/g.由此可见,原料的炭化程度对产品的孔结构有显著的影响,高炭化程度的原料有利于微孔的发达及吸附量的提高,炭化程度低,将会降低收率,活化过程中产生一定的中孔.
2、ZnCl2和H3PO4活化的研究
   曾有文献报道,用ZnCl2和H3PO4活化椰壳,可得到高比表面活性炭.活化机理复杂,一般认为在植物热解过程中,ZnCl2和H3PO4起脱水作用[6],有助于热解反应,降低焦油的生成,炭化过程中通过缩聚反应进行芳构化,形成具有丰富微孔的乱堆石墨微晶结构.越南椰壳炭炭化程度低,仍含有一定的杂原子,500℃下用ZnCl2和H3PO4活化4 h,从尾气分析可知有大量的H2、CH4、CO和CO2逸出,烧失率分别为4.4%和图2 KOH活化及CO2活化样品上CO2吸附等温线。
    活性炭的化学活化法对活性炭的孔隙结构影响密切,通过KOH活化、ZnCl2和H3PO4活化等过程的研究,我们可以看到活性炭的孔隙结构在整个化学活化过程中的变化。我们知道:活性碳的孔隙结构和吸附能力是有很大的关联,了解活性炭的化学活化方法,这对于提升活性炭的吸附能力有着重要的影响。