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，程中包括物理和化學(xué)兩個(gè)過程，整個(gè)過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)散等過程。

物料在炭化過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)，不過由于這些初級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)被炭化過程中生成的一些無序的無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)的過程。通過氣化反應(yīng)，使炭化料原來閉塞的孔開放、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)生新孔的過程。孔隙的形成與C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。