活性炭活化原理 活性炭的活化机理及应用 材研1407朱明83活性炭是一种特别优良的吸附剂，它是利用植物原料(木屑、木炭、果 壳、果核)、煤 和其它含碳工业废料作原料，通过物理和化学方法对原料进行破裂、过筛、催化剂活化、 漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。依据活化介质的不同，活性炭活化方法分 为物理活化法、化学活化法和物理—化学复合活化法。物理活化水蒸汽、二氧化碳、空气 或它们的混合气体对环境污染小，因其依靠氧化碳原子形成孔隙结构，活化温度比较高且活 性炭得率低。化学活化法活性炭得率较高，孔隙发达，吸附性能好。但此法对设备腐蚀性 大，环境污染严峻。热解能量循环利用困难。而且活性炭中残留化学药品．在应用方面受 到限制。 一．活性炭的活化机理 1.物理活化法 物理活化法一般分两步进行，先将原料在500℃左右炭化，再用水蒸汽或CO2等气体在高 温下进行活化。高温下，水蒸汽及二氧化碳都是温柔的氧化剂，碳材料内部C原子与活化 剂结合并以CO+H2或CO的形式逸出，形成孔隙结构。物理活化法所需的活化温度一般较 化学活化法高，而且活化所需的时间也更长，因此耗能比较大，成本高。尽管有这些缺点 物理活化法在实际生产中的应用仍旧十分普遍，缘由在于其制得的活性炭无需过多 的后处理步骤，不像化学活化法制得的活性炭需要除去残留的活化剂。 将炭化材料在高温下用水蒸气、二氧化碳或空气等氧化性气体与炭材料发生反应，使炭材 料中无序炭部分氧化刻蚀成孔，在材料内部形成发达的微孔结构。炭化温度一般在 600℃，活化温度一般在800900℃∽℃。其主要化学反应式如下： C+2H2O2H2+CO2H=18kcal△ C+H2OH2+COH=31kcal△ CO2+C2COH=41kcal△ 上述三个化学反应均是吸热反应，即随着活化反应的进行，活化炉的活化反应区域温度将 逐步下降，假如活化区域的温度不高于800℃，上述活化反应就异常进行，所以在活化 炉的活化反应区域需要同时通入部分空气与活化产生的煤气燃烧补充热量，或通过补充外 加热源，以保证活化炉活化反应区域的活化温度。 活化反应属于气固相系统的多相反应，活化过程中包括物理和化学两个过程，整一个完整的过程包 括气相中的活化剂向炭化料外表面的集中、活化剂向炭化料内表面的集中、活化剂被炭化 料内外表面所吸附、炭化料表面发生气化反应生成中间产物（表面络合物）、中间产物分 解 活性炭的活化机理及应用 材研1407朱明83活性炭是一种特别优良的吸附剂，它是利用植物原料(木屑、木炭、果 壳、果核)、煤 和其它含碳工业废料作原料，通过物理和化学方法对原料进行破裂、过筛、催化剂活化、 漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。依据活化介质的不同，活性炭活化方法分 为物理活化法、化学活化法和物理—化学复合活化法。物理活化水蒸汽、二氧化碳、空气 或它们的混合气体对环境污染小，因其依靠氧化碳原子形成孔隙结构，活化温度比较高且活 . 性炭得率低。化学活化法活性炭得率较高，孔隙发达，吸附性能好。但此法对设备腐蚀性 大，环境污染严峻。热解能量循环利用困难。而且活性炭中残留化学药品．在应用方面受 到限制。 一．活性炭的活化机理 1.物理活化法 物理活化法一般分两步进行，先将原料在500℃左右炭化，再用水蒸汽或CO2等气体在高 温下进行活化。高温下，水蒸汽及二氧化碳都是温柔的氧化剂，碳材料内部C原子与活化 剂结合并以CO+H2或CO的形式逸出，形成孔隙结构。物理活化法所需的活化温度一般较 化学活化法高，而且活化所需的时间也更长，因此耗能比较大，成本高。尽管有这些缺点 物理活化法在实际生产中的应用仍旧十分普遍，缘由在于其制得的活性炭无需过多 的后处理步骤，不像化学活化法制得的活性炭需要除去残留的活化剂。 将炭化材料在高温下用水蒸气、二氧化碳或空气等氧化性气体与炭材料发生反应，使炭材 料中无序炭部分氧化刻蚀成孔，在材料内部形成发达的微孔结构。炭化温度一般在 600℃，活化温度一般在800900℃∽℃。其主要化学反应式如下： C+2H2O2H2+CO2H=18kcal△ C+H2OH2+COH=31kcal△ CO2+C2COH=41kcal△ 上述三个化学反应均是吸热反应，即随着活化反应的进行，活化炉的活化反应区域温度将 逐步下降，假如活化区域的温度不高于800℃，上述活化反应就异常进行，所以在活化 炉的活化反应区域需要同时通入部分空气与活化产生的煤气燃烧补充热量，或通过补充外 加热源，以保证活化炉活化反应区域的活化温度。 活化反应属于气固相系统的多相反应，活化过程中包括物理和化学两个过程，整一个完整的过程包 括气相中的活化剂向炭化料外表面的集中、活化剂向炭化料内表面的集中、活化剂被炭化 料内外表面所吸附、炭化料表面发生气化反应生成中间产物（表面络合物）、中间产物分 解 .

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