制备工艺对活性炭性能的影响【活性炭环保知识】

随着活性炭在应用领域的不断扩大，其发达的孔结构和吸附能力为产业创新带来活力。化学科学家将活性炭的孔隙分为微孔、中孔和大孔。活性炭的孔径和数量直接关系到活性炭的性能。因此，如何选择制备机理，有效调节活性炭的微观结构，并定期调节活性炭的孔径分布，是未来制备工艺的核心问题。目前，我国研究人员以工业酚醛树脂、煤等为碳源，成功制备了孔隙丰富、孔隙集中的多孔活性炭材料，并对研究分析结果进行了总结。分析了煤粉粒径和配比不同导致活性炭孔径增大的原因，提出了一种较好的制备工艺

制备工艺对活性炭性能的影响

1活性炭的功能和结构

活性炭是一种富含碳的有机材料，具有发达的孔结构和吸附功能，在化工、环保等领域有着广泛的应用。古墓葬的设计，在古代就采用了活性炭的吸湿防腐功能。近代，人们利用吸附净化功能进行实际试验，回收净化大气中的污水和废气。在日常生活中，饮用水的净化给人们的生活质量带来了方便；而且，活性炭具有稳定的理化性质，可以回收利用，不会造成浪费和环境污染。这些效应主要归因于其结构的多样性。活性炭的主要结构是晶格结构、孔结构和化学结构。不同的结构对活性炭的催化和吸附性能起着重要的作用

2活性炭的制备工艺

2.1原料的选择

，活性炭的原料应是具有丰富孔结构的材料。根据孔结构分布、吸附特性等方面，应选择相应的特殊活化方法、化学活化方法或两种方法的组合。一般植物材料是农作物、林业和其他产品的废弃物，如坚果壳40；椰子壳、核桃壳等木材或竹子的边角料，应简单的炭化处理，然后用物理方法进行活化，不得发生变形和反应。其中有些需要化学处理，以进一步提高原料的利用率，使原料表面达到活性炭的标准孔结构和优良性能

在以煤为原料、柱状、颗粒状无烟煤，蒸馏后的残渣也可以用粉末或其它形状制成活性炭。这些原料成本低，资源丰富，对大气保护有积极作用

利用炼油含碳产品残渣制备高纯度、高比表面积活性炭是一项高成本的工程，其应用范围在医药上受到限制，电子和其他领域。当然，作为活性炭的制备材料，石油原料也是提高石油废弃物附加值、拓宽活性炭原料收集渠道的有利途径

人们生活中常见的塑料原料和含碳废弃物也是制备高性能活性炭的原料之一，如聚乙烯、聚丙烯、废轮胎等，这些原料的来源随处可见，不仅为制备活性炭提供了原料，而且解决了生活环境污染问题

2.2选择合适的原料后，制备方法的选择

，应采用适当的处理方法催化原料的各种反应，使原料的孔结构、吸附容量和比表面积达到活性炭的标准。主要的处理方法有物理活化、化学活化和催化活化① 物理法。物理活化是以水蒸气、二氧化碳和空气为活化剂，在高温下制备活性炭的一种方法。它主要利用材料颗粒之间的碰撞和连接，形成分布较好的孔腺，产生大量的孔隙

在我国，常用的活化反应有水蒸气活化和二氧化碳活化。物理活化法的优点是不再污染环境，制备设备利用率高，腐蚀性低；缺点是活化时间长，温度高，性能低② 化学活化法。化学活化法是以化学试剂（如气化锌、氢氧化钾等）为催化剂，对活性炭进行活化，制备活性炭产品的方法③ 物理化学活化法。这种方法是物理和化学相结合的活化方法④ 催化活化法。催化活化法是利用金属化合物对活性炭材料进行催化活性，使活性点提高⑤ 模板方法。模板法是将选定的原材料导入具有特殊孔结构的模板中，使材料在指定的模板中发生反应，形成由固定模板控制的材料模型，使制备的材料的尺寸和形状符合设计标准的方法

当然，制备过程中活性炭材料的粘结剂量、成型粒度以及不同颗粒之间的配比都会影响活性炭的性能