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活性炭的制备方法有哪些

2020-01-03

活性炭的制备方法主要可以分为:碳化法、活化法、碳沉积法、热收缩等方法。

碳化法是将碳质原料置于惰性气氛中,以适当的热解条件得到碳化产品的方法。其基本原理是基于加热过程中各基团、桥键、自由基和芳环等复杂的分解聚合反应,表现为碳化产物的孔隙发展、孔径的扩大和收缩。在碳化过程中,碳质原料中的热不稳定组分以挥发分形式脱出,从而在半焦上留下孔隙。碳化法适用于高挥发分原料,是所有其他方法的基础。影响碳化过程的主要因素是升温速率、碳化温度与恒温时间。采用的升温速率一般在5—15℃/min,碳化温度多在500—1100℃,恒温时间为0.5—2h。

活化法是将碳质原料置于活性介质中加热平缓处理,以发展其孔径的方法。其原理是基于碳质原料部分碳的烧失,使封闭的孔得以打开,从而使其孔隙结构得到发展,孔径大小达到所需要的范围。常用的活化剂有空气、CO2、水蒸气、H3PO4、KOH、NaOH等。工业实践中多采用简便易得的水蒸气进行活化。活化法适用于气孔率较小且挥发分较低,或气孔率较高但孔径较小的碳质原料。

碳沉积是指在高温下通过烃类或高分子化合物的裂解,在多孔材料的孔道内积碳,以达到堵孔、调孔的作用。其工艺复杂、操作条件严格、实际生产成本较高。碳沉积常分为气相(CVD)与液相沉积(LVD)。对于气相沉积过程,气体在反应炉中的浓度较均一,能有效地控制孔径,但不足之处是需外加沉积气源发生装置,还需调节流量,不利于操作;液相沉积对工艺要求较低,操作较容易。

热收缩法,即热缩聚法,是指碳质材料经碳化、活化后,在1000—1200℃的高温条件进一步热处理的过程,从而达到缩小孔径的目的。

还有一些制备活性炭的新工艺和方法,如等离子体法、卤化法、模板法、微波加热法等。实际生产活性炭的工艺过程中,为了获得性能优良的活性炭,通常将以上方法综合起来应用。

 

活性炭的制备方法有哪些1

 

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