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解读活性炭的炭化及活化过程

2020-06-28

活性炭的制备过程主要是指炭化和活化过程。

炭化过程中生产原料在惰性气氛中加热升温,排除原料中可挥发的非碳组分,残留碳生成类石墨晶体。

活性炭活性一般根据热分解过程的温度变化分为四个主要流程:

干燥过程

主要是把原材料中所含水分依靠外部供给的热量进行蒸发,温度控制在150度左右,温度不高所以木质材料的化学成分没变化。

预炭化过程

由于温度升高到275度左右, 木质材料热分解反应明显,原材料化学组成开始发生变化,其中不稳定的组分,如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。

炭化过程

是活性炭炭化最重要的环节,温度达到400度左右,因此又称为放热反应阶段。原材料急剧地进行热分解,生成大量分解产物。生成的液体产物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油,生成的气体产物中二氧化碳含量逐渐减少,而甲烷、乙烯等可燃性气体逐渐增多。

解读活性炭的炭化及活化过程1

活化过程中,在惰性气氛保护下,用活化剂对炭化产物进行选择性活化,形成丰富微孔及不同官能团,活化的方式有化学法、物理法、物理化学联合法等,随着活化反应的进行,孔隙不断扩大,相邻微孔之间的孔壁被完全烧失而形成较大孔隙,导致中孔和大孔孔容的增加,从而形成了活性炭大孔、中孔和微孔相连接的孔隙结构,具有发达的比表面积。

 

 

解读活性炭的炭化及活化过程2

 

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