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　　AG真人 AG平台AG真人 AG平台AG真人 AG平台高了反应收率 。同时 , KO H 的加入 ,使得活化反 应的实际温度降低了大约 100 ℃,即在 540 ℃ 左 右就可反应 。在此温度下 , KO H 的加入也加快 了非碳原子 N 、 等的脱除 , KO H 活化反应成孔 H 机理就是通过 KO H 与原料中的碳反应 , 把其中 的部分碳刻蚀掉 ,经过洗涤把生成的盐及多余的

　　( 石油大学重质油研究所重质油加工国家实验室 , 山东东营 257062)

　　摘 :综述了以 KOH、 2 等为活化剂的化学活化法制备活性炭的情况 , 总结了各种因素对活性炭性能 要 ZnCl 的影响 , 简单介绍了化学活化法制备活性炭的研究进展 , 并对这一领域的前景进行了展望 。 关键词 :化学活化 ; 物理活化 ; 活性来自 ; 超级活性炭 ; 比表面积 ; 孔结构

　　间的长短有直接关系 。在一定条件下 ,随着活化 时间的增加 ,产品的收率下降 ,而其比表面积 、 微 孔容积则增加〔17〕。在实验中我们发现 , 当活化 时间达到一定数值后 ,比表面积及微孔容积不再 被进一步活化生成中孔或大孔有关〔18〕。

　　不同 , KO H 活化法制备活性炭的工艺流程大体 如下 : 原料破碎 →与 KO H 混合 →低温脱水 ( 200

　　的化学活化法 ,工业化已多年 。它主要以木屑为 原料 ,用 ZnCl2 活化时只需 3 t 左右的木屑即可 以得到 1 t 活性炭 , 收率高 。而通过普通的物理 活化 法 活 化 时 , 制 得 1 t 活 性 炭 则 需 20 t 木

　　水洗 → 蒸馏水洗 → 干燥 → 产品 目前 ,我国在这方面的研究尚处于实验室阶 段 ,具体的工艺及实验条件还有待于深入研究 , 只有美国 、 日本在利用 KO H 活化法制取活性炭 时实现了工业化 。

　　生分子交联或缩聚反应 ,该阶段除一些非碳元素 挥发出来外 ,焦油类物质的挥发是失重的主要原

　　在 KO H 活化方法中 , 影响产品性能的因素 很多 ,大体有以下几种 :

　　液以及其他农林副产品 、 煤以及重质石油为原 料 ,经炭化活化 ( 物理活化或化学活化以及两者

　　相结合) 而得到的产品 。它与木炭 、 炭黑和焦 炭等统称为微晶质炭 ( 过去称无定形炭 ) 。一般 认为 ,活性炭是由石墨状微晶 、 单一网平面状碳 和无序碳 3 部分组成 ,其中石墨状微晶是构成活 性炭的主体部分 。石墨状微晶之间有两种排列 :

　　非石墨型结构和石墨型结构 ,前者基本微晶排列 杂乱无章 ,毫无秩序可言 ,空隙很多 ,即使温度高 达 2 000 ℃ 以上也难以转化为石墨 ,大多数活性 炭即属于这种结构 ; 后者基本微晶排列得较有规 则 ,在石墨化处理时 ,可以转化为石墨 ,少数活性 炭属于这种情况 。 活性炭作为一种多孔性含碳物质 ,具有高度 发达的孔隙结构和特殊的表面特性 ,是一种优良 吸附剂 , 广泛应用于环保 、 化学工业 、 食品加工 、 湿法冶金 、 药物精制 、 军事化学防护等各个领域 , 是国民经济和国防建设以及人们日常生活必不

　　用炭来讲 ,活化温度一般在 550 ℃ 以下 , 而药用 炭则应控制在 500 ℃ 以下 ,从而减少了能耗及高 温操作带来的一系列难题 。

　　吴明铂 男 1972 年生 。1998 年毕业于中科院山西煤化所有机化工专业 ,获硕士学位 。现主要从事新型炭材料及重 质油的研究工作 。 收稿日期 1999 - 06 - 22 编辑 李成金

　　可少的产品 。随着国民经济的发展 ,特别是近年 来环境污染治理的呼声日益高涨 ,活性炭显示出 诱人的市场和很好的经济效益 ,进一步推动了活 性炭的研究 、 开发和利用 。从最近召开的几届最 具权威的国际炭会议 —— — 美国双年度炭会议和 欧洲双年度炭会议来看

　　洗、 热水洗 、 蒸馏水洗 ,把产品中的非本体物质洗 去 ,它们原来占据的空间就形成了孔 。因此 , 尽 管洗涤比较麻烦 , 但一定要反复洗涤 , 直到洗干 净为止 。

　　112 ZnCl 2 活化法 ZnCl2 活化法在我国是最主要的生产活性炭

　　领域的一大热点 。现在 ,世界上活性炭的年产量 超过 60 万 t ,国内 1992 年已达 7 万 t ,日本 1993 年达 8 万 t 。目前 , 我国活性炭工业有了较快发 展 ,活性炭的平均年增长率高达 15 % , 出口量已 超过日本和美国 ,居世界首位 。 活性炭的研究目前有两种趋势 : 一是制造应 用量大 、 、 面广 性能一般且价格低廉的活性炭 ; 二 是制造性能优良 、 具有特殊用途的高性能活性 炭 ,利用化学活化法制备活性炭即属于此类 。化 学活化法是通过选择合适的活化剂 ,把活化剂与 原料混合后直接活化 , 一步即可制得活性炭 ; 而 物理活化法则先需要炭化再活化 , 需要两步 , 因 而化学活化法简化了操作 ,节省了时间 。通过选 择合适的活化剂 , 控制适当的反应条件 , 可制得 高比表面积超级活性炭 。按照活化剂的不同 ,化 学活化法可分为 KO H 法 、 2 法以及 H3 PO4 ZnCl 法和白云石法等 。为了使读者能更好地了解化 学活化法 ,分别对上述方法作一简单介绍 。

　　失率只有 25 %的情况下 , 比表面积及微孔容积 都较高 ,因此他认为 700 ℃ 是其最佳活化温度 ;

　　我们在制备聚丙烯腈活性炭纤维时 ,发现 800 ℃ 是最佳活化温度 。因此对于最佳活化温度 ,务必 从具体原料 、 具体要求入手 ,切勿早下定论 。

　　产品的比表面积和微孔容积较浸渍法低得多 ,这 就不难理解有的学者在利用 KO H 和煤固固混 合制备活性炭时 , 认为 KO H 与煤的最佳比例 (剂料比 ) 为 300 %～ 400 % , 而有的学者用相同 的原料和活化剂 ,通过固液混合制备活性炭时认 为两者的最佳比例为 100 % 料比为 70 %〔18〕。 ( 2) 活化温度 由于 原 料 不 同 , 最 佳 活 化 温 度 会 有 差 异 。

　　的性能影响极大 。一般情况下 , 随剂料比的增 大 ,产品的比表面积增大 ,孔隙趋于发达 ,但到了

　　过高 ,易于使产品的孔结构破坏 。ZnCl2 活化法 制造的活性炭含有大量的过渡孔 ,原因可能是活 化温度过高 、 反应过快所致 。ZnCl2 的消耗量与 反应温度有很大关系 , 因为 ZnCl2 的蒸汽压受温 度的影响很大 , 如 508 ℃ ZnCl2 的蒸汽压为 1 时

　　化也得到比表面积在 3 000 m2 / g 左右的活性 炭 。我们曾以聚丙烯腈预氧织物为原料 , 通过

　　另外 ,欧阳曙光等以焦化厂中温煤沥青为原料 , 经热处理后与 KO H 混合 , 也得到了高比表面积

　　使纤维素质原料发生脱氢并进一步芳构化 ,从而 形成了孔 , 充分洗涤后 , 多余的 ZnCl2 等杂质被 洗去 ,他们原来占据的位置就显出了孔 。Ibarra

　　在 400 ℃ 以下即能快速进行 ( 脱氢反应发生在热 解的初级阶段 ,在形成焦油之前) 。 影响 ZnCl2 活化所得活性炭性能好坏的因 素很多 ,与 KO H 活化大体相同 , 包括活化温度 、 活化时间 、 、 粒径 活化剂的加入方式及剂料比等 。

　　一是通过简单的固固混合 ,使原料固体粉末 与 KO H 粉末直接混合 ( 简称掺和法 ) ; 二是先把

　　溶液中 ,通过浸渍将 KO H 附载到原料上去 ( 简 称浸渍法) 。掺和法简单 , 但不如浸渍法接触充 分 ,且相同条件下掺和法的活化损失率高于浸渍 法 。在其他条件完全相同时 ,通过掺和法得到的AG平台真人 真人AG 平台官网AG平台真人 真人AG 平台官网AG平台真人 真人AG 平台官网