制備高微孔及高中孔率活性炭的活化新工藝

制備高微孔及高中孔率活性炭的活化新工藝（之一）(2023-06-0606:21:54)NOVELACTIVATIONPROCESSFORPREPARINGHIGHLYMICROPOROUSANDMESOPOROUSACTIVATEDCARBONS胡忠華（音）（同濟大學化學系）1、簡介

對于化學活化法，是將浸漬適當化學藥劑的原材料經(jīng)熱分解過程在單一步驟內(nèi)完成炭化和活化的。其工藝優(yōu)點是低能耗及高產(chǎn)率。

氯化鋅是活性炭制備過程中使用過的化學活性試劑之一。Rodriguez-Reinoso及其同事在活性炭制造（包括氯化鋅活性炭）方面進行了大量工作，如：用橄欖核制造活性炭、通過采用氯化鋅化學活化工序繼以二氧化碳補充活化工序兩步工藝用桃核制造高表面積活性炭等（Carbon1991,29:999;Carbon1992,30:1111）。

其他研究人員也報道過用氯化鋅化學活化法將不同含碳材料制備的活性炭，這些含碳材料有：油棕殼（Carbon1996,34:1447）、酸析木素（Ind.Eng.Chem.Res.1997,36:4832）、煤炭（Carbon1996,34:471;）、澳洲堅果殼（Ind.Eng.Chem.Res.1998,37:58;Carbon1997,35:1723）等。

上述研究者總結(jié)指出，與600℃或700℃處理效果相比，經(jīng)氯化鋅化學法制成的活性炭，500℃時得到的活性炭有較大的BET表面積和孔容積，但他們都未發(fā)表過在700℃以上溫度處理時的情況。

Hu和Vansatnt報道了將廢煤于600∽950℃范圍內(nèi)用氯化鋅活化制成了有效吸附劑（J.ColloidInterf.Sci.1995,176:422），指出：隨活化溫度從600℃升高到750℃，BET表面積呈下降趨勢；而在750∽950℃范圍，BET表面積則隨溫度的上升而增大。雖然活化的細節(jié)問題尚不清楚，但這種完全相反的變化（指BET表面積隨溫度的變化）可能與氯化鋅的沸點溫度（732℃）有關(guān)。

當用椰殼作原料時，于800℃高溫下經(jīng)氯化鋅活化能制得高表面積的活性炭（5thInternationalActivatedCarbonConference,ThePittsburghPlaza,Pittsburgh,USA.1997）。

活性炭中的過渡孔（2nm<d<50nm）在吸附過程中起了非常重要的作用，尤其是在一些新的應用領(lǐng)域如作為催化劑載體、電池電極、電容器及氣體存貯和生物及醫(yī)藥學（生物制藥）工程應用（使用甲烷氣的場合）。

文獻中已有大量關(guān)于微孔活性炭的報道，而中孔活性炭只在近期內(nèi)才有文獻報道。經(jīng)過催化活化由甲烷生成的炭纖維制成了主孔尺寸5.5nm，比表面積1310m2/g，總孔容積1.55cm3/g，且總孔容的83%是由尺寸大于3nm的孔貢獻的中孔型活性炭纖維（Carbon1997,35:427）。

中孔活性炭可經(jīng)由對市售活性炭的修飾（方法：用葡萄糖或氨基葡萄糖浸漬，然后炭化并用二氧化碳活化）來制得（Carbon1997,35:447），制成的活性炭中孔容積0.26∽0.52cm3/g，中孔表面積97∽372m2/g。

Tamai及其同事采用經(jīng)有機稀土金屬化合物Ln(C5H5)3或Ln(acac)（Ln=Y,Yb）（注：acac是Acetylacetonate的縮寫，系指“乙酰丙酮化物）均相化的瀝青，通過蒸氣充填法制備中孔活性炭，制成品中孔率>70%，但BET表面積<300m2/g（ChemstryofMaterials1996,8:454）。他們還報道了使用類似方法由瀝青纖維制成的中孔型活性炭纖維（AdvancedMaterial1997,9:55），其中的一種產(chǎn)品中孔率達80.8%（平均孔尺寸4.38nm），BET表面積達1468m2/g，但產(chǎn)品得率僅12∽20%。

Ozaki發(fā)現(xiàn)經(jīng)過酚醛樹脂和多聚肉桂醇丁縮醛（einylbutyral）的混合物的炭化可制得具有大量約4nm尺寸的中孔的活性炭纖維（Carbon1997,35:1031）。

Oya采用鈷催化活化法，也用酚醛樹脂制得了中孔率約50%，中孔表面積小于200m2/g的活性炭纖維（Carbon1995,33:1085）。經(jīng)過鈣催化活化進行改性的活性炭能使其微孔容積減小，中孔表面積增加（Langmuir1997,13:1211）。啦甲烷逮在鎳能、鈷岸或鐵悼顆粒槽上分亂解可陳產(chǎn)生北中孔敲（C碼ar畏bo糟n1當99閘8,乳36診:2璃69銜）。容辰油這些蓄報道糞提及渴的中芒孔炭餐均具戀有低掩的表俘面積淚（與輩通常怨的活碗性炭跌相比消），睡而且嫌所用夏原料向如聚贏合物變、活絮性炭型纖維區(qū)、炭昂絲束乓及樹既脂、歌以及歪一些躁改性波添加誕物等郵，均峽非常灑昂貴筑。仇葬暖除此掃之外斥，當宣氯化淋鋅化演學活掩化技睡術(shù)與荷二氧字化碳待物理倒活化泛技術(shù)招的聯(lián)傳用時挎，有壺助于階擴孔閣，從車而使撿微孔間型活落性炭倆轉(zhuǎn)化大為中頌孔型廊活性值炭（麻Ca件rb溫on登19兄80孫,1績8:勇41淚3；礙Ca倉rb損on污19籮96左,3捷4:炊14薄47遣）。襲2、耀試驗霜過程聽2.魄1倡試制陪原料陵近攝馬來醋西亞蛋產(chǎn)椰緞殼；煎Me澤rc膜k公慰司產(chǎn)饅純度床大于扶98翼%的殿氯化瀉鋅；畫So廈xa國l（婆新加筋坡）督產(chǎn)9貝9.樓99媽99泥%高烘純氮貿(mào)氣和會99院.8征%的郵二氧侵化碳很氣；敗Me百rc授k和筑FL扛UK虜A產(chǎn)涼苯酚換（9零9.垮5%斜）、場4-崗氯-醬苯酚微（9叛9%親）和紫4-溝硝基慮苯酚濤（9手9%凈）；洲Me堪rc遣k和戲Si津gm穗a產(chǎn)景亞甲瀉蘭染流料和炎酸性厘紅染愁料；最Ca旗lg蒸on莫公司旅產(chǎn)的奇用于殘液相纏吸附駝的市閘售活毅性炭沒（F編il風tr喬as肯or確b濱10辟0）遵。昂2.糊2性活性片炭試用樣的曲制備粱溜怕原料殿椰殼箭于促11同0促℃濤干燥價后破雖碎并士篩分舞，取陵1.喪0味∽往2.皆0m朵m緒尺寸驕的篩再份，饅用氯志化鋅球溶液劉浸漬遲，之堤后于某11歷0稈℃唇電爐葵中脫焦水處煤理一毫整夜紹，然博后移花入通趟以秩5L匯/小萍時流裙量的園氮氣霧流和算管式拿電爐票中熱護解，饑以蝶10域℃盯/儀分鐘蜓速率戀從室絮溫升娘至宅80墊0績℃哭，到碼溫后丈將氮鴿氣切齡換成魂二氧層化碳牛氣并挨活化螞處理孤幾個摸小時土，產(chǎn)澇物冷饅至室珠溫，可用去具離子物水洗淡滌除炸去殘鳳留的使化學側(cè)藥品責，將涉樣品諒置于收已盛喜有2丸50串mL消鹽酸遺溶液筍（約謎0.徒1m沿ol現(xiàn)/L扭）的啟燒杯版中，芹攪拌島一個哄小時英，用耀熱的廉去離績子水籍洗滌爐到液蓬相中賺無鋅遍離子園時為依止。擱攻喘以不健同的蕉氯化欣鋅/形椰殼司比率蔥（從解0.把25飽到3歸.0魚）制婚成不斯同活填性炭竊樣品絕，最截終產(chǎn)井物得安率以婆11拌0膊℃摟烘干左后的逗椰殼仙為計要算基角準。泛2.芬3匹熱重智分析撥銀扇對以蛙下三美個樣惰品進駛行熱抵失重友分析粒：襲11宿0垂℃噸烘干變后的料原料禽椰殼蘭、浸蛋以氯積化鋅促的椰饑殼、倘純氯嫁化鋅屋活化音劑。啞記錄每樣品廣在3帥0撥∽蹲80快0蝴℃酒范圍遵內(nèi)的移失重遣情況壁。約貸40史mg罪樣品械置于險流動利的U枝HP錘氮氣擾中以誠10洪℃差/勁分鐘臘速率營從所30辯℃域升溫徑到繡80勝0枝℃彎，一買旦溫斜度達證到瞎80失0聽℃柳，將程氣流慶切換妻為二泳氧化惡碳氣忍流，嗓保持申2小尿時。旋2.延4跡對苯墊酚和磨染料善的吸炕附試錄驗飛供想吸附鄙法是植消除耽污染旅物的度最有椒效的滾工藝貍之一竄。酚參類化均合物陽及染動料是喘城市從生活蠢污水腔和工毅業(yè)廢蹈水中精常見面污染男物?；锕蔬x永擇苯嚷酚（三分子救尺寸準小于賽1n怎m）垮、亞效甲基梳蘭（扎1.宗5n遭m）巴和酸薯性紅傭（1歪.9巨nm夕）作泰為目豎標吸甲附質(zhì)椒用來秤評價破活性診炭的足性能木。使遺用分涌批平扔衡技催術(shù)（沉ba盛tc癥h

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