制備活性炭的氣體活化法

氣體活化法也稱物理活化法，采用水蒸氣、煙道氣 (主要成分為co2)、空氣等含氧氣體或混合氣體作為活化劑，在高溫下與炭化料接觸進(jìn)行活化或兩種活化劑交替迸行活化，從而生產(chǎn)出比表面積巨大、孔隙發(fā)達(dá)的活性炭產(chǎn)品。

活化反應(yīng)屬于氣固相系統(tǒng)的多相反應(yīng)，活化過(guò)，程中包括物理和化學(xué)兩個(gè)過(guò)程，整個(gè)過(guò)程包括氣相中的活化劑向炭化料外表面的擴(kuò)散、活化劑向炭化料內(nèi)表面的擴(kuò)散、活化劑被炭化料內(nèi)外表面所吸附、炭化料表面發(fā)生氣化反應(yīng)生成中間產(chǎn)物 (表面絡(luò)合物)、中間產(chǎn)物分解成反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)產(chǎn)物脫附、脫附下來(lái)的反應(yīng)產(chǎn)物由活性炭炭化料內(nèi)表面向外表面擴(kuò)散等過(guò)程。

物料在炭化過(guò)程中已形成了類似石墨的基本微晶結(jié)構(gòu)，在微晶之間形成了初級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)，不過(guò)由于這些初級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)被炭化過(guò)程中生成的一些無(wú)序的無(wú)定形碳或焦油餾出物所堵塞或封閉，因此炭化料的比表面積很小。氣體活化的過(guò)程就是用活化氣體與C發(fā)生氧化還原反應(yīng)，侵蝕炭化物的表面，同時(shí)除去焦油類物質(zhì)及末炭化物，使炭化料的微細(xì)孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)的過(guò)程。通過(guò)氣化反應(yīng)，使炭化料原來(lái)閉塞的孔開(kāi)放、原有孔隙的擴(kuò)大及孔壁燒失、某些結(jié)構(gòu)經(jīng)選擇性活化而產(chǎn)生新孔的過(guò)程?？紫兜男纬膳cC的氧化程度密切相關(guān)，在一定的活化燒失率范圍內(nèi)，活化氣體與炭化料的氣化反應(yīng)程度越深，生產(chǎn)出的活性炭比表面積就越大、孔隙就越發(fā)達(dá)、活性炭的吸附性能就越好。燒失率小于50%時(shí)，得到的是微孔活性炭;燒失率大于75%時(shí)，得到的是大孔活性炭;燒失率在50%~ 75%時(shí)，得到的是具有混合結(jié)構(gòu)的活性炭。