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活性炭原料不同使用的制備方法也不一樣

來源:平泉市鴻德活性炭廠   時間:2021-01-23

  活性炭的結構特性依賴于前驅體的性質、原料的炭化、活化和化學的調整條件。選擇合適的原料是影響活性炭性質的一個重要因素,活性炭可用各種類型的碳質材料來制備,原料來源非常廣泛,根據所采用的原料不同,使用的制備方法也是不一樣的。

活性炭

  活性炭原料一般以低灰分、高含碳量以及盡可能低的揮發分為佳。較好的原料主要是煤(褐煤、長焰煤、煙煤、無煙煤)、木材、果殼?;钚蕴康闹苽浞椒ㄖ饕梢苑譃椋禾蓟?、活化法、碳沉積法、熱收縮等方法。

  1、碳化法

  將活性炭碳質原料置于惰性氣氛中,以適當的熱解條件得到碳化產品的方法。

  基本原理:基于加熱過程中各基團、橋鍵、自由基和芳環等復雜的分解聚合反應,表現為碳化產物的孔隙發展、孔徑的擴大和收縮。在碳化過程中,碳質原料中的熱不穩定組分以揮發分形式脫出,從而在半焦上留下孔隙。

  適用情況:適用于高揮發分原料,是所有其他方法的基礎。影響碳化過程的主要因素是升溫速率、碳化溫度與恒溫時間。采用的升溫速率一般在5~15℃/min,碳化溫度多在500~1100℃,恒溫時間為0.5~2h。

  2、活化法

  將活性炭碳質原料置于活性介質中加熱平緩處理,以發展其孔徑的方法。

  基本原理:基于碳質原料部分碳的燒失,使封閉的孔得以打開,從而使其孔隙結構得到發展,孔徑大小達到所需要的范圍。常用的活化劑有空氣、CO2、水蒸氣、H3PO4、KOH、NaOH等。工業實踐中多采用簡便易得的水蒸氣進行活化。

活性炭

  適用情況:適用于氣孔率較小且揮發分較低,或氣孔率較高但孔徑較小的活性炭碳質原料。

  3、碳沉積

  指在高溫下通過烴類或高分子化合物的裂解,在多孔材料的孔道內積碳,以達到堵孔、調孔的作用。

  特點:其工藝復雜、操作條件嚴格、實際生產成本較高。碳沉積常分為氣相(CVD)與液相沉積(LVD)。對于氣相沉積過程,氣體在反應爐中的濃度較均一,能有效地控制活性炭孔徑,但不足之處是需外加沉積氣源發生裝置,還需調節流量,不利于操作;液相沉積對工藝要求較低,操作較容易。

  4、熱收縮法

  即熱縮聚法,是指碳質材料經碳化、活化后,在1000~1200℃的高溫條件進一步熱處理的過程,從而達到縮小孔徑的目的。

  5、其他方法

  還有一些制備活性炭的新工藝和方法,如等離子體法、鹵化法、模板法、微波加熱法等。實際生產活性炭的工藝過程中,為了獲得性能優良的活性炭,通常將以上方法綜合起來應用。

 

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