气体活化法生产活性炭
炭化工艺
活性炭炭化工艺炭化工序是气体活化法生产活性炭过程中的重要工序之一，该过程是把原料隔绝空气加热，使非碳元素减少，以生产出适合活化工序所需要的碳质材料的工序，是活化前的主要准备与基础。
炭化炉的炉体主要由料仓、提升机、喂料机、炉体、耐材、转动装置、测温装置、PLC控制柜、冷却装置、沉降室、风机、除尘装置组成。
炭化过程通常包括物料的炭化和炭化尾气处理两部分。
炭化过程炭化过程实际上就是物料在低温条件下的干馏过程。
在该过程中，物料在一定的低温范围内和隔绝空气的条件下逐步升温加热，物料中的低分子物质首先挥发，然后整个炭化过程中物料会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，其中物理变化主要是脱水、脱气和干燥过程;化学变化主要是热分解和热缩聚两类反应。
物料中有机化合物的氧键结合基被破坏，氧元素以Hz 0, CO, CO:等气体析出，同时形成芳香族化合物和交联的高强度碳分子结构固体;在炭化过程中，由于物料在高温分解时将氧和氢等非碳物质排出，失去氧氢后的碳原子则进行重新组合，形成具基本石墨微晶结构的有序物，这种结晶物由六角形排列的碳原子平面组成，它们的排列是不规则的，因此形成了微晶之间的空隙，这些空隙便是炭化料的初始孔隙。
因此，炭化的目的就是使物料形成容易活化的二次孔隙结构并赋予能经受活化所需要的机械强度。
对物料炭化的要求就是通过炭化所得的.炭化料外观要达到一定的规格和形状要求，内部结构上要具有一定的初孔结构，同时要具有较高的机械强度。
炭化过程一般可以分为以下几个阶段。
(1)干燥阶段温度在150℃以下，原料外在水分和内在水分依靠外部供给的热量进行蒸发，此时原料的外形无变化。
(2)吸热热解阶段150-300℃，原料开始发生分解反应释放出气态产物(如CQ, C02, H2 S等)，原料的化学组成开始发生变化，不同物料开始热解的温度不同，变质程度低的物料开始热解温度也较低。
(3)炭化阶段温度在300-600 ℃，以缩聚和热分解反应为主，原料大量析出挥发分，炭化过程析出的焦油、甲醇、乙烯等产物几乎全部均在此阶段产生。
活性炭生产工艺流程
活性炭生产工艺流程活性炭是一种具有极强吸附能力的吸附剂，广泛应用于水处理、空气净化、医药、食品加工等领域。
活性炭的生产工艺流程主要包括原料准备、炭化、活化和粉碎等环节。
首先，原料准备是活性炭生产的第一步。
一般来说，活性炭的原料主要是木质素类物质，如木屑、果壳、秸秆等，也可以使用煤炭、石油焦等炭质原料。
这些原料需要经过破碎、筛分、干燥等处理，以保证原料的质量和稳定性。
接下来是炭化过程。
炭化是将原料在高温下进行干馏或氧化，使其转化为炭质物质的过程。
一般情况下，炭化可以分为干法炭化和湿法炭化两种方式。
干法炭化是在缺氧条件下进行，湿法炭化则需要在水蒸气或其他气体的作用下进行。
炭化的关键是控制温度和时间，以确保原料完全炭化，同时又不使炭质物质烧损。
然后是活化过程。
活化是指将炭化后的原料在一定条件下进行气相或液相的活化处理，以增加活性炭的孔隙结构和比表面积。
活化方式主要有物理活化和化学活化两种。
物理活化是利用气体（如水蒸气、二氧化碳等）或化学活化剂（如氢氧化钾、氢氧化钠等）进行活化处理。
通过活化处理，活性炭的吸附性能得到显著提高。
最后是粉碎和筛分。
经过活化处理的活性炭需要进行粉碎和筛分，以得到符合要求的颗粒度和颗粒分布。
一般情况下，活性炭的颗粒度会根据不同的应用领域有所不同，需要根据实际需求进行调整。
综上所述，活性炭生产工艺流程包括原料准备、炭化、活化和粉碎等环节。
通过这些环节的精心设计和严格控制，可以生产出具有优良吸附性能的活性炭产品，满足不同领域的需求。
活性炭的生产工艺流程对产品质量和性能具有重要影响，因此在生产过程中需要严格控制各个环节，确保产品质量稳定可靠。
活性炭制造的主要工艺过程-回转炉活化法
活性炭制造的主要工艺过程-活化法制造活性炭的关键工艺是活化。
由于所用活化剂的不同，可分为两类方法：（1）用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂的化学品活化法；（2）用水蒸气或二氧化碳等为活化剂的气体活化法。
前者称为化学活化法，后者称为物理活化法。
其实两类活化过程都各自发生质的变化，都是化学变化的过程。
1、化学品活化法（一）氯化锌活化法以化学品氯化锌为活化剂。
将0.4~5.0份氯化锌浓溶液和1份泥炭或锯屑混合，在转炉中下燥，加热到600~700℃，成品以酸洗和水洗回收锌盐。
有时化学品活化后继续进行水蒸气活化，藉以增加活性炭的细孔。
氯化锌活化的活性炭具较多大孔。
虽然这是有效和简单的方法，但因锌化合物的环境污染而渐衰。
（二）磷酸活化法以化学品磷酸为活化剂。
炭化的或未炭化的含碳物作起始原料。
例如将研细的锯屑和磷酸混成浆状，在转炉中干燥，加热到400~600℃。
萃取回收磷酸，有时中和后回收磷酸盐。
于燥得活性炭，一般较氯化锌法的活性炭具有更细的细孔。
也可采用磷酸和水蒸气联合活化法。
近年磷酸活化法趋向广泛应用，磷酸回收等革新未见发表。
（三）氢氧化钾活化法以化学品氢氧化钾为活化剂。
将含碳原料以熔融的无水氢氧化钾处理，激烈的反应产生非常高的多孔性，比表而积可高达3000m2/g。
（四）其他化学品活化法硫酸、硫化钾、氯化铝、氯化钱、硼酸盐、硼酸、氯化钙、氢氧化钙、氯气、氯化氢、铁盐、镍盐、硝酸、亚硝气、五氧化二磷、金属钾、高锰酸钾、金属钠、氧化钠和二氧化硫均可用于活化。
2、气体活化法以水蒸气、二氧化碳或两者的混合气体为活化剂，将含碳物料和气体在转炉或者沸腾炉内，在800~1000℃高温下进行碳的氧化反应，制成细孔结构发达的活性炭。
水蒸气、二氧化碳和碳的反应是吸热反应，而氧和碳的反应是很强的放热反应，因此炉内反应温度难以控制，尤其要避免局部过热，防止不均匀活化更难，故氧或空气不宜作为活化剂。
有时使用空气和水蒸气的混合气体，用碳的燃烧作为热源。
活性炭的处理方法
活性炭的处理方法活性炭是一种广泛应用于工业和环保领域的材料，用于处理废气、废水及其他污染物。
它由具有高孔隙度和大比表面积的碳质基材料制成，能够吸附和去除有机和无机污染物。
活性炭的处理方法涉及到多个方面，包括制备方法、应用领域、再生和处理废物等。
下面将详细介绍活性炭的处理方法。
一、活性炭制备方法活性炭的制备方法有很多种，常见的有物理吸附法、化学活化法、物理活化法和热解法等。
物理吸附法是指将碳材料加热至一定温度，在低密度下与气体或蒸汽接触，然后冷凝并吸附在表面上。
化学活化法是指将碳素材料与活化剂（如盐酸、硫酸等）进行混合，然后在高温下进行反应，生成活性炭。
物理活化法是指将碳材料与活化剂或气体混合，然后在高温下进行溶胶凝胶转化为固体活性炭。
热解法是指将碳材料在高温下进行分解，生成活性炭。
二、活性炭的应用领域由于活性炭具有良好的吸附性能，因此被广泛应用于废气处理、废水处理、食品加工、医药、化工、电子等领域。
在废气处理中，活性炭可以吸附和去除废气中的有毒气体和异味物质，从而净化空气。
在废水处理中，活性炭可以去除废水中的有机物、重金属离子和颜料等污染物，使废水得到净化。
在食品加工中，活性炭可以去除食品中的杂质和异味，提高食品的质量。
在医药领域，活性炭可以用作药物或药物载体，具有治疗肠胃疾病和排毒的作用。
在化工和电子领域，活性炭可以用作催化剂和吸附剂。
三、活性炭的再生方法活性炭在吸附过程中会渐渐饱和，需要进行再生，以提高其吸附性能。
常见的活性炭再生方法有高温热解法、低温脱附法和物理洗涤法等。
高温热解法是指将饱和的活性炭加热至较高温度，使吸附在表面上的污染物分解，从而恢复其吸附能力。
低温脱附法是指将饱和的活性炭置于较低温度下，利用压力和温度差异，使吸附在表面上的污染物脱附。
物理洗涤法是指将饱和的活性炭浸泡在滴定液中，通过物理作用将吸附在表面上的污染物洗掉。
四、活性炭的废物处理方法活性炭不仅可以用于处理废气和废水，还可以处理各种废物，如废油、废胶、废塑料和废木材等。
活性炭制备及应用
活性炭的制备及应用1．活性炭的制备1.1化学活化法1.1.1氯化锌法氯化锌法制造工艺为在原料中加人重量是原料0.5～4倍、比重为1.8左右的浓氯化锌溶液并进行混合，让氯化锌浸渍，然后在回转炉中隔绝空气加热~600-700℃，由于氯化锌的脱水作用，原料里的氢和氧主要以水蒸气的形式放出，形成多孔性结构发达的炭。
1.1.2 磷酸法磷酸活化原则上是将精细粉碎的原料与磷酸溶液混合，接着混合物被烘干，并在转炉内加热到400～600℃，众所熟知的工艺过程是在较高的温度下(1 100℃)进行的。
1.2 气体活化法微波加热法制活性炭含碳原料在600℃以上的温度下进行预热处理，与水蒸气、二氧化碳、含氧气体或活化产生的气体接触，以微波直接加热，即可完成活化．但由通常活化方法能制得活性炭的煤类、石油类、木质类等原料，想用微波加热到完全活化温度是不可能的．例如煤、沥青、木材等原料，若照射微波，最初因水分发热，温度可达100℃左右，然后当水分蒸发完，发热极小，要升温到100℃以上，或不可能或需很长的时间。
1.3 药品活化和气体活化的配合使用气体活化和药品活化有时还配合起来使用．对受过药品活化处理的炭，进一步进行水蒸气活化，有时能制造出特殊细孔分布的产品，并使幅度很广的细孔数增加．用活性炭处理含有会堵塞炭的细孔的那样物质的气体时，例如，用粒状活性炭从城市煤气中吸附除去苯时，活性炭的细孔被城市煤气中的二烯烃堵塞而迅速老化．为制造这种情况下能使用的活性炭，曾应用过这种配合使用的活化方法．勒吉公司的苯佐尔邦牌活性炭就是有代表性的这类活性炭。
1.4 连续炭化活化法用比较简单的流动加热炉连续进行炭化和限制氧化活化的活性炭生产方法，并且操作省工、产品质量较好．该方法特点是：把含水率调整到l5％～30％的活性炭原料，连续地送入流动加热炉，同时由炉底鼓入适量的空气，使炉内进行炭化和限制氧化活化，在原料入炉前到载入炉时，仅向炉内送入少量火种，加上从炉的下部鼓入适量空气，促使原料部分燃烧，以便加热原料本身．炉内温度和炭化速度靠鼓入空气量和投料量进行调整．鼓风除用于原料部分燃烧和加热外，还用于使炭化过程中的粒子流态化和连续不断进行的活化反应中。
煤半焦催化活化制备多孔活性炭
煤半焦催化活化制备多孔活性炭刘 洋,张香兰,王启宝,史红霞(中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院,北京 100083)摘 要:综述了煤半焦催化活化用催化剂的研究进展,介绍了碱金属、碱土金属、铁、镍及其它催化剂的催化机理;论述了不同催化剂对多孔活性炭孔隙结构的影响;提出了催化剂的加入方法及选择方法。
关键词:煤半焦;催化活化;催化剂;多孔活性炭中图分类号:TQ42411 文献标识码:A 文章编号:100528397(2005)0620032204收稿日期:2005206221作者简介:刘 洋(1980—),男,河南淮阳人,中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院矿物加工工程03级在读硕士研究生,主要研究方向:煤基炭素材料制备,废气净化等。
以煤为原料制备的煤基多孔活性炭广泛应用于水处理和气体吸附等领域,并且随着环保要求的提高,需求量越来越大。
在多孔活性炭的制备过程中,普遍应用物理活化法和化学活化法,但是这两种方法都存在急需解决的问题。
气化活化法(物理活化法)所用的活化剂主要为H 2O 和CO 2。
但是,在适宜的活化温度下,需要相当长的活化时间才能制备出高吸附性能的多孔活性炭。
相关的过程动力学研究表明:活化气体在大孔和中孔中的扩散很快,在微孔系统内的扩散很慢,对于直径小于5!的微孔或其入口,气体的扩散是一种活化过程。
在温度低于1000℃和粒度小于2mm 时,多数煤半焦的气化(活化)主要受化学反应控制,粒度对反应动力学的影响很小[1]。
但是,绝大多数制备多孔活性炭时的活化温度都低于1000℃。
即使在研究活化条件时,活化温度的上限值也仅为950℃,一般取900℃,最佳温度在750～850℃之间。
这样就存在一个活化温度与活化时间的矛盾。
而解决这一问题的方法只有催化活化,即降低活化过程中化学反应的活化能,提高活化反应速度,降低活化的温度和时间。
化学活化法存在的问题,在很大程度上并不是由于活化本身而是由活化工艺造成的。
活性炭生产之活化
官网地址：活性炭生产之活化赋予炭颗粒活性，使炭形成多孔的微晶结构，具有发达的表面积的过程称为活化过程。
活化方法通常有三种，即化学药品活化法、物理化学联合活化法和物理活化法。
（1）化学药品活化法即将含碳原料与化学药品活化剂混捏，然后炭化、活化制取活性炭。
药品有ZnCl2,H3PO4,K2SO4及K2S等。
（2）物理化学联合活化法一般先进行化学药品活化，然后进行物理活化。
由物理活化法特别是用水蒸气活化制成的产品，微孔发达，对气相物质有很好的吸附力，当然也可以通过控制炭的活化程度而用于液相吸附；由化学药品活化法制得的活性炭次微孔发达，多用于液相吸附。
（3）物理活化法（气体活化法）在活化过程中通入气体活化剂如二氧化碳，水蒸气，空气等。
活化反应通过以下三个阶段最终达到活化造孔的目的：官网地址： 第一阶段：开放原来的闭塞孔。
即高温下，活化气体首先与无序碳原子及杂原子发生反应，将炭化时已经形成但却被无序的碳原子及杂原子所堵塞的孔隙打开，将基本微晶表面暴露出来。
第二阶段：扩大原有孔隙。
在此阶段暴露出来的基本微晶表面上的碳原子与活化气体发生氧化反应被烧失，使得打开的孔隙不断扩大、贯通及向纵深发展。
第三阶段:形成新的孔隙。
微晶表面上的碳原子的烧失是不均匀的，同炭层平行方向的烧失速率高于垂直方向，微晶边角和缺陷位置的碳原子即活性位更易与活化气体反应。
同时，随着活化反应的不断进行，新的活性位暴露于微晶表面，于是这些新的活性点又能同活化气体进行反应。
微晶表面的这种不均匀的燃烧不断地导致新孔隙的形成。
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。
气体活化的基本反应式如下：。
能源科学技术：生物质能技术试题预测三
能源科学技术：生物质能技术试题预测三1、问答题简述世界生物柴油生产现状及发展趋势。
正确答案：世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术。
欧洲已成为全球生化柴油的主要生产地。
美国、意大（江南博哥）利、法国已相继建成生物柴油生产装置数百座。
截止2007年，中国有大小生物柴油生产厂2000多家。
生物柴油的需求量在不断增加，预计到2012年，中国生物柴油的需求量将达到2000万吨/年，按国家再生能源中长期规划，那时的产能是20万吨/年。
需求与产量的反差，将会是形成产品供不应求的局面。
向基地化和规模化方向发展，实行集约经营，形成产业化.目前，原料短缺是制约生物柴油产业化发展的重要瓶颈。
2、问答题生物柴油标准分析的指标有哪些？正确答案：①闪点：表示油品蒸发性和着火危险性的指标，生物柴油的闪点一般高于110℃，远高于石化柴油（70℃），因此在储存、运输和使用中安全性很高。
闪点和生物柴油中甲醇含量有关。
由于甲醇和碱性催化剂多溶解在极性甘油中，当甘油从生物柴油中分离出来时，大多数醇和催化剂也被去除。
残留在生物柴油中的甲醇很少，一般不会影响到燃料的性能，但低闪点存在潜在的安全隐患。
②含水量：水可以导致生物柴油氧化，和游离脂肪酸生成酸性溶液，促进燃料中微生物的生长，腐蚀金属，以及产生沉淀。
生物柴油中水以两种形式存在：溶解水和悬浮液滴，其中悬浮液滴影响较大，水在生物柴油中较易溶解，一般要求生物柴油中水分不大于500mg/kg。
③灰分含量：灰分可导致喷射器、燃烧泵、活塞的磨损以及滤网堵塞和发动机沉积。
灰分含量和生物柴油中残留催化剂有关。
欧美标准中都要求灰分含量不超过0.02%④甘油含量：甘油含量过高可导致喷射器沉积，阻塞供油系统，引起黑烟生成。
根据我国标准，使用GC检测（ASTMD6584）最终的生物柴油产品总甘油质量分数不能高于0.24%。
甘油本身不能溶解于生物柴油中，因此，绝大多数甘油通过沉淀或离心很容易被分离出来，只有很少量的游离甘油以悬浮液滴或微溶态的形式残留在生物柴油中。
活性炭的制备与表征
活性炭的制备与表征活性炭是一种广泛应用的多孔性材料，具有高度的吸附能力，能够吸附有害气体和颗粒物，也可以用于净水和净化土壤，是环保领域内的重要材料之一。
本文将介绍活性炭的制备与表征。
一、活性炭的制备方法活性炭的制备方法有多种，例如麻花烟煤、木质素等物质在高温下燃烧生成的活性炭、炭化后通过化学方法激活的活性炭、从天然矿物中提取活性炭等。
其中，炭化后通过化学方法激活的活性炭技术得到了广泛应用。
该技术的步骤主要包括：1.炭化原料；2.将炭化后的原料进行化学活化；3.对活化后的原料进行水洗、脱色等处理。
在活化过程中，使用的活化剂有多种，例如氢氧化钾、氢氧化钠、磷酸等。
这些物质都能够破坏原料的晶格结构，从而增加活性炭的孔隙度和表面积。
此外，也有专门的活性炭制备设备，例如流态化床制备活性炭的设备。
该设备能够使用无氧气体对炭材料进行热解，并同时通过流态化技术激活活性炭。
二、活性炭的表征方法对于一种材料来说，准确地表征其特性是非常重要的。
接下来，将介绍几种常用的活性炭表征方法。
1. 肌电图法肌电图法是一种比表面积测试方法，其原理是利用活性炭中孔道内的气体对电极表面电位的影响进行测定，从而推导出活性炭孔隙结构的信息。
该方法适用于测试孔径小于200Å的活性炭材料。
2. 红外光谱法红外光谱法是一种使用红外光谱仪进行物质分析的方法。
其原理是通过红外光的吸收来确定特定化学键的存在。
使用此方法可以测定活性炭中非晶态有机物的含量和分布。
3. 毛细管质谱法毛细管质谱法是一种能够得出活性炭中大分子物质化学组成的方法。
活性炭中含有各种复杂的有机化合物，包括芳香烃和多环脂肪族化合物等，这些物质都是可以被毛细管质谱法检测到的。
4. SEM及TEM扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）是现代科技在表征活性炭方面最强大的工具。
通过SEM和TEM可以直观地看到活性炭的孔隙结构和形貌，从而获取一系列有关活性炭孔隙分布和孔径大小的信息。
活性炭设备生产工艺
活性炭设备生产工艺一、活性炭活化生产设备活性炭活化的生产工艺目前市场上常见的活性炭的种类大致有椰壳、杏壳、核桃壳、山楂壳、桃壳、煤、棕榈壳、木炭等可以生产活性炭的材质，主要依托本地资源优势。
本设备采用自动化控制系统，活化炉的炉体主要由料仓、提升机、喂料机、炉体、耐材、转动装置、测温装置、活化装置、冷却装置、沉降室、锅炉、风机、除尘装置自动化PLC控制系统组成。
先将各种原材料进行炭化，然后将炭化好的材料2mm以下细粉筛掉，要求水份＜15％，此时将物料送入提升机料仓提入顶部给料仓，由顶部给料仓通过变频喂料机均匀将物料送入炉内，经点火装置加温，此前炉内的温度需达到800℃以上方可喂料，此时需通过风机向炉内送入适量的氧，再将蒸汽打开，向炉内送入适量的蒸汽进行对物料活化，此时的蒸汽需穿透蒸汽，每吨成品活性炭需向炉内送入4吨蒸汽，此时的蒸汽不可以作扩散蒸汽，否则炭就会烧失率很大，并且效率质量也不高。
物料随着炉体的转动逐渐进入炭化预热升温区，待物料升温至约800℃时进入物料活化区，此时的物料经与水蒸汽接触反应后温度迅速升高，约900-1050℃，此时物料与水蒸汽所接触的时间称为“活化时间”，根据温度与供氧量的不同，活化时间会有所区别，约30-40分钟，即物料以每小时6米的速度随转动的炉体向前行进。
待物料进入降温段时进入炉体出料管，此时的温度约500-600℃，当经过出料管逐渐降温至200℃时，物料就会自动滑落到炉体外的另外一个水降温冷却装置，经过约3分钟的无氧冷却时间，活化好的物料已经达到常温，约30-40℃，此时冷却好的物料自然滑落到提前准备好的包装吨袋（每袋可装0.5吨）或通过气流输送装置输送到料仓以备磨粉，当袋装满后可用人力压力叉车将物料移位，炉尾配备沉降室，此沉降室起四个作用，一是给余热锅炉提前预热，二是粉尘沉降，三是停炉后可不停蒸汽，防止寒冷地区管道上冻，四是燃烧不干净的烟气再次燃烧，减少黑烟，并充分利用烟气烧变成的热量。
活性炭的电化学性质与石墨及玻璃状碳等不同
为了提高水溶液系中活性炭电极的容量，不仅仅孔隙结构要合适，而且用进行表面官能团的控制的。
这种基底面与棱品面，对硫酸的电偶层容量不一样。
棱晶面上的电偶层容量大，是由于表面官能团的氧化还原而产生的仿真容量等原因所造成的;基底面的电偶层容量小，是受活性炭的半导体性质的影响。
气体活化法所生产的活性炭的比表面积越大，电偶层容量小的基底面变得越多，单位表面积的电偶层容量将下降。
而且，棱晶面越多的活性炭，可以认为电偶层容量将越大。
炭化温度所造成的差异，是因为活化前的棱晶面的比例不同，暗示着活化前原料炭的结构对活性炭的性能有很大的影响。
通常，由于基底面在表面上所占的比例大，所以活性炭的电偶层容量为5一30uF/c㎡左右。
在水溶液系电偶层电容器中，氧含量越多的活性炭，单位重量的静电容量越大。
而且，用氧含量不同的活性炭构成上极与负极时，便制成了浓差电池。
此外，充电时还有正极一侧的氧量增加、负极一侧的氧量减少等现象为’。
可以认为，这些氧是活性炭表面官能团中所含的氧，特别是通过竣基所形成的氧。
经过氧化处理的活性炭的梭基数量增加，有时静电容量能增加20%以上。
但是，氧化过度容易引起电阻增加及气化等问题，耐电压性能将下降。
再则，反复地进行充电及放电、进行高温负荷试验及在非氧化气氛中进行热处理等，具有所增加的容量部分消失的倾向。
还有，表面官能团的仿真容量是通过化学反应形成的，在低温下未发现。
活性炭的电化学性质与石墨及玻璃状碳等不同，随着活性炭的物理性质及表面状态、杂质含量等的不同，变化幅度很人。
在40%(重量)的硫酸水溶液中，固体活性炭的周期伏安测量法结果。
周期伏安测量法是让电位以一定的速度变化，测定反应电流的方法白可以求出使用的电压范围及电偶层容量等电偶层电容器的基本特性。
通常，纵轴用电极面积进行规格化处理。
因为比表面积无法正确地求得，而用重量进行规格化处理。
电偶层容量随着活性炭的不同而异。
活性炭比表面积即使相同.由于炭化温度的不同，静电容量也不一样;而且，在有机系电解液中，比表面积与静电容量之间成直线关系，但在硫酸中则为非线性关系。
活性炭的制备和应用
活性炭的制备和应用活性炭是一种广泛应用于空气净化、水处理、食品加工和制药等领域的重要材料。
活性炭的制备和应用一直备受研究者关注，目前已经形成了一套成熟的技术和体系。
本文将介绍活性炭的制备和应用，以及未来的发展趋势。
一、活性炭的制备活性炭的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法。
物理法是利用高温或化学活化剂将有机材料加热或炭化产生的炭黑、木炭、煤焦炭等原料制得活性炭。
物理法制备出的活性炭孔径分布范围广，表面积大，具有良好的吸附性能，但制备成本较高。
化学法是在有机材料中加入化学活化剂进行化学反应，产生气体孔道和微孔道的形成，从而制备出活性炭。
化学方法制备出的活性炭结构复杂，具有高的表面积和较高的表面化学反应活性。
生物法利用生物质作为原料，通过炭化和活化处理得到生物质活性炭。
生物法制备简单，成本低廉，是一种环保型的活性炭制备方法。
二、活性炭的应用活性炭广泛应用于空气净化、水处理、食品加工和制药等领域。
1. 空气净化活性炭吸附性能突出，可有效去除有害气体和异味，被广泛应用于空气净化领域。
例如，有些家庭空气净化器使用了活性炭滤网，能够有效去除甲醛、苯等有害气体。
2. 水处理活性炭可以吸附水中的有机物、异味和金属离子等，常常作为水处理中的一种重要材料。
例如，面向市场的水处理产品中含有熟化的活性炭，能有效地去除水中的异味和色素。
3. 食品加工领域在食品加工中，活性炭也扮演着重要的角色。
活性炭的应用可以有效去除食品加工过程中产生的色素、异味和杂质，保证食品的质量和卫生安全。
例如，糖果、巧克力、啤酒等生产过程中都可以使用活性炭进行处理。
4. 制药领域活性炭吸附性能强，可以将污染物质除去，从而净化药物原材料。
此外，活性炭还可以去除药品中的不纯物质，保障药品的质量和安全。
例如，常常使用活性炭作为口服药片和医用药剂的纯化材料。
三、未来的发展趋势随着生活品质的提高、治理环境的需求和工业控制的发展，活性炭的应用前景将逐渐扩大。
活性炭制备及机理分析
活性炭制备及机理分析一、本文概述活性炭是一种具有高度多孔性和大比表面积的炭质材料，广泛应用于环境保护、化工、食品、医药等领域。
其优良的吸附性能和化学稳定性使活性炭在处理废水、废气、脱色、提纯等方面发挥着重要作用。
本文旨在深入探讨活性炭的制备方法以及背后的机理分析，从而理解其结构与性能之间的关系，为活性炭的进一步优化和应用提供理论支持。
本文将首先概述活性炭的基本性质和应用领域，接着详细介绍活性炭的制备方法，包括物理活化法、化学活化法以及生物活化法等。
随后，文章将深入探讨各种制备方法的机理，分析活性炭孔结构、表面化学性质与其吸附性能之间的关系。
本文还将讨论活性炭制备过程中的影响因素，如原料性质、活化剂种类、活化温度等，并对活性炭的改性方法进行探讨。
本文将对活性炭的未来发展趋势进行展望，以期推动活性炭制备技术的不断创新和应用领域的拓展。
通过本文的研究，我们期望能够为活性炭的制备和应用提供更为全面和深入的理解，为相关领域的研究者和实践者提供有益的参考。
二、活性炭的制备原料与分类活性炭的制备原料多种多样，主要包括含碳丰富的天然资源和人造材料。
在天然资源中，木材、煤炭、椰子壳、果壳、石油焦等是最常用的原料。
这些原料因其高含碳量和独特的物理化学性质，在活性炭的制备过程中显示出良好的应用前景。
随着环保意识的增强和废物利用技术的发展，一些工业废弃物，如废旧轮胎、生物质废弃物等，也逐渐成为活性炭制备的新原料。
活性炭的分类方法多种多样，根据其制备原料的来源和性质，可以分为木质活性炭、煤质活性炭、果壳活性炭等。
根据活性炭的孔结构和表面性质，可以分为微孔活性炭、中孔活性炭和大孔活性炭。
这些分类方法有助于我们更好地理解和应用活性炭的性质和用途。
活性炭的制备原料和分类不仅影响其制备工艺和性质，也直接关系到其在各个领域的应用效果。
因此，深入研究活性炭的制备原料和分类，对于提高活性炭的性能和应用范围具有重要意义。
三、活性炭的制备方法活性炭的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法和物理-化学法三大类。
活性炭活化方法之气体活化法
活性炭活化方法之气体活化法气体活化法也称物理活化法，采用水蒸气、烟道气(主要成分为C02)、空气等含氧气体或混合气体作为活化剂，.在高温下与炭化料接触进行活化或两种活化剂交替进行活化，从而生产出比表面积巨大、孔隙发达的活性炭产品。
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，整个过程包括气相中的活化剂向炭化料外表面的扩散、活化剂向炭化料内表面的扩散、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)、中间产物分解成反应产物、反应产物脱附、脱附下来的反应产物由炭化料内表面向外表面扩散等过程。
一物料在炭化过程中已形成了类似石墨的基本微晶结构，在微晶之间形成了初级孔隙结构，不过由于这些初级孔隙结构被炭化过程中生成的一些无序的无定形碳或焦油馏出物所堵塞或封闭，因此炭化料的比表面积很小。
气体活化的过程就是用活化气体与C发生氧化还原反应，侵蚀炭化物的表面，同时除去焦油类物质及未炭化物，使炭化料的微细孔隙结构发达的过程。
通过气化反应，使炭化料原来闭塞的孔开放、原有孔隙的扩大及孔壁烧失、某些结构经选择性活化而产生新孔的过程。
孔隙的形成与C的氧化程度密切相关，在一定的活化烧失率范围内，活化气体与炭化料的气化反应程度越深，生产出的活性炭比表面积就越大、孔隙就越发达、活性炭的吸附性能就越好。
杜比宁(Dubinin)理论认为，烧失率小于50%时，得到的是微孔活性炭;烧失率大于75%时，得到的是大孔活性炭;烧失率在50%-75%时，得到的是具有混合结构的活性炭。
目前的研究表明，活化反应通过以下三个阶段最终达到活化浩孔的目的。
第一阶段:开放原来的闭塞孔。
即高温下，活化气体首先与无序碳原子及杂原子发生反应，将炭化时已经形成但却被无序的碳原子及杂原子所堵塞的孔隙打开，将基本微晶表面暴露出来。
第二阶段:扩大原有孔隙。
在此阶段，暴露出来的基本微晶表面上的C原子与活化气体发生氧化反应被烧失，使得打开的孔隙不断扩大、贯通及向纵深发展。
化学药品活化法生产活性炭
1 、氯化锌在活化过程中的作用 （1）.润胀作用： 氯化锌对植物原料中的纤维素起润胀、胶溶以致溶 解作用，药液渗透到原料内部，溶解纤维素而形成 孔隙。 木屑等植物原料中总纤维素的含量达60--70％。据认 为，在不到200℃的温度下，通过氯化锌的电离作用 能使纤维素发生润胀。并将持续到纤维素分散成肢体 状态为止。在这同时还会发生一些水解反应和氧化反 应，使高分子化合物逐渐解聚，形成一种部分解聚化 合物与氯化锌组成的均匀塑性物料。这样当生产糖用 炭时，在靠近物料开始炭化的炉壁，特别容易发生粘 结现象。当用氯化锌和木屑生产颗粒活性炭时，锌屑 料在150--200℃下进行预处理，既能得到塑性物料。 如果锌屑比较高，物料在100℃以下就能塑化。 另外，在制造钢纸时，也是用浓氯化锌溶液浸渍原 纸，使表面发生剧烈润胀与被溶作用而胶化。这些都 说明氯化锌对纤维索的润胀作用。
①、斯列普活化炉构造P443
ⅰ
ⅱ
ⅲ
由ⅰ炉本体、 ⅱ蓄热室和
ⅲ
烟囱组成。
5、氯化锌活化法的特点
氯化锌法是化学药品活化法中应用最广的一种 方法，它有许多优点。 a. 产品得率高，每吨活性炭只需消耗2.1-2.5吨 绝干木屑。 b. 活化温度低，一般在500-520 ℃左右，因而 减少了高温操作带来的麻烦。 c. 产品的规格可通过调整锌屑比，能调节活性 炭的比孔容积和孔径分布。 d. 用氯化锌法制得的活性炭具有某些独特的性 质，是其他方法难以代替的。特别在物理化学 性质上与用水蒸汽法制得的活性炭有许多差别， 使用氯化锌法的产品更适合于液相的应用，特 别对糖液的脱色效果更好。
(5)非碳元素的作用 有人认为，不同的非碳元素对碳的活化作用是不同的。如元 素钾，它可以渗透到微晶的六角形片状体之间，将它们部分 地撑开。这些非碳原子除了当作碳原子，达到更有效的空间 和结构排列之外，还合成为活性炭分子结构的一部分。如氧 以共价键与碳结合形成稳定的表面氧化物。碳与硫原子的结 合也是类似于表面氧化物的化学结合。氮和碳是以类似脂基 的形式结合。而氢与碳的结合，活化之前是以碳氢链和环的 形式联结在六角形片状体边缘的原子上；活化期间，在 950℃以下，这些氢大部分被除去，还有一少部分氢即使在 活化之后仍留在炭上，只有在很高的温度下，才逐渐地被除 去，而正随着这些氢的减少，活性炭的吸附力也逐渐降低。 因此有人认为牢固地结合在活性炭上的一些非碳元素能够提 供一些吸附键，使活性炭的吸附能力提高。如这些活性炭具 有的特殊吸附力和催化作用，就是因为有一些非碳元素—氧、 铁和氢的存在。这些非碳元子的影响还可能扩展到邻近的碳 原子上。就象把一个极性基因引入一个有机化合物的结构中， 影响远处的原子的化学性质一样。
活性炭的生产方法
具有混合型孔隙结构。
5、 气体活化剂的活化反应（p437） ①、水蒸汽活化反应机理
反应：通常在750℃～950℃进行,是吸热反应： C+H2O→H2+CO-130kj/mol
副反应：CO+ H2O→CO2+ H2+10千卡（40.53KJ）
氢气对活化反应有抑制作用 二氧化碳对反应有催化作用 碳和水蒸汽反应的速度可用下式求出: 反应速度：V=K1PH2O/(1+K2PH2O+K3PH2 ) 正反比关系
典型的含木质材料中含有大约48% C, 6%H 和45% O，而无机成分是较少的，相应的原 子比约为O∶C = 0.703，H∶C=1.5， H∶O=2.07。常规的碳化过程，H和O仅按 H2O的方式除去，这意味着活化是一个脱水 化合物。但是在实际碳化过程中许多碳原子
常以CO，CO2，CH4，甲醛等形式随着O和H 的挥发。因此。转化成碳的程度或碳化收率
美国的军用活性炭从四十年代到现 在都采用这种活性炭。
第五种 ：是造球法，其工艺流程是将原 料破碎磨粉，加粘合剂混合，在常温常压下造 球，然后进行炭化活化，制成球形活性炭。
这种方法是1972年日本首先研制成功并 实现工业化的。
最适合的原材料是烟煤。如果选择适宜的 粘合剂和工艺条件，褐煤和无烟煤也可以使用。
反应历程：
C*+H2O ↔ C*(H2O) C*(H2O)→H2+C*(O)
C*(O)→CO
C*+H2 ↔ C(H2)
C*表示位于活性点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的碳原子，()表示处于化学吸附 状态。
通常认为，碳的氧化反应并不是在碳的整个表面上 都均匀地进行，而仅仅是在所谓活性点，即和活化 气体亲和力大的部位进行。关于活性点虽然还有许 多问题未能最终搞清楚，但微晶的端部或微晶平面 上晶格缺陷部分等被认为是氧化反应的活性点。活 性点的数目很少，最多是BET法比表面积的百分之 几。
活性炭的制备原料及制备方法
活性炭的制备原料及制备方法活性炭是一种具有极大孔隙和较高比表面积的多孔材料，广泛应用于水处理、空气净化、化学品分离和电动汽车等领域。
活性炭的制备过程涉及原料的选择和制备方法的选择。
以下是活性炭的制备原料及制备方法的详细介绍。
一、活性炭的制备原料1.煤：煤中的碳含量较高，易于制备成高效活性炭。
不同种类的煤具有不同的炭化特性，如烟煤制备的活性炭多为孔隙较小的微孔炭，而无烟煤制备的活性炭则具有中孔和介孔结构。
2.木材：木材中的纤维素和半纤维素能够被炭化为活性炭，木材制备的活性炭具有较大的比表面积和孔隙体积。
常用的木材原料有柚木、柳杉、桦木等。
3.果壳：果壳中的纤维素和半纤维素也能够被炭化为活性炭，其制备过程与木材类似。
果壳制备的活性炭通常具有中等孔径的孔隙结构。
4.矿石：一些矿石中的金属氧化物可以被还原为金属，并与活性炭表面的氧化物发生反应，生成复合材料。
这种方法可以制备具有高比表面积和催化活性的活性炭。
5.藻土和矿渣：藻土和矿渣是一些工业副产品，通过处理和活化，可以制备成活性炭。
它们通常具有高度多孔结构，能够有效地吸附和去除有机和无机污染物。
二、活性炭的制备方法1.炭化：炭化是将原料加热到较高温度下，使其失去大部分非碳元素，形成炭质物的过程。
常用的炭化方法有干燥炭化、干燥石化和气相炭化等。
干燥炭化是将原料直接加热到炭化温度，如煤炭炭化一般在600-900°C进行。
干燥石化是将原料在高温高压条件下炭化，如再生粘土炭化一般在1400-1600°C进行。
气相炭化是在高温下通过气体（如氮气或氢气）作为载体进行炭化。
2.活化：活化是在炭化后进一步处理活化剂，使其生成较高的比表面积和孔隙体积。
常用的活化剂有蒸汽、氧气、二氧化碳等。
活化方法有物理活化和化学活化两种。
物理活化是将炭化后的原料与活化剂接触并加热，通过热裂解和蒸馏作用形成孔隙结构。
常用的物理活化方法有活性炭和蒸汽活化、气相活化和碱矿渣活化等。
活性炭制备及其活化机理研究进展
活性炭改性
为了提高活性炭的吸附性能或满足特定应用需求，通常需要对活性炭进行改 性处理。改性方法主要包括氧化、还原、掺杂、接枝等。
氧化改性
氧化改性是指利用氧化剂对活性炭进行改性处理，常用的氧化剂有臭氧、过 氧化氢等。氧化改性可以增加活性炭的表面官能团数量和种类，从而提高其研究和实际应用中都具有重要意义。通 过对制备工艺和机理的深入了解，可以更好地优化活性炭的性能，拓展其应用领 域。随着科技的不断进步和研究技术的不断创新，未来对活性炭制备及机理的研 究将更加深入和精细化，为实现活性炭的高效制备和广泛应用奠定坚实基础。
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热解法是以有机物为原料，在高温下热解生成活性炭。该方法的优点是产品 比表面积高、孔径分布均匀，但设备投资较大、操作成本较高。
活性炭的制备机理主要涉及物理和化学两个角度。从物理角度来说，活性炭 的制备过程中会发生物理吸附和结晶过程。原料中的有机分子在高温下热解成碳 原子，碳原子进一步聚集形成石墨微晶，最终形成活性炭的物理结构。从化学角 度来说，活性炭的制备过程中会发生一系列的氧化还原反应。原料中的有机分子 在高温下与氧气、氢气等反应，生成二氧化碳、水等无机物，同时碳原子被还原 成石墨结构，进一步形成活性炭的化学结构。
活性炭活化机理
活性炭的活化机理主要涉及表面官能团形成、孔隙结构演变和比表面积增加 等方面。表面官能团形成主要是指炭表面含氧官能团（如羧基、酚羟基等）和含 氮官能团（如吡啶氮、氨基等）的形成过程。这些官能团可以提供额外的吸附点， 提高活性炭的吸附性能。孔隙结构演变主要是指在活化过程中，炭材料内部逐渐 形成和扩展孔隙结构的过程。
基于活性炭制备工艺及机理分析，可以提出以下优化建议：首先，针对不同 原料和不同制备方法，优化反应温度、时间、气氛等参数，以提高产品的吸附性 能和比表面积；其次，添加催化剂或助剂，改善制备过程中的化学反应和物理结 构，从而提高活性炭的孔径分布和比表面积；此外，实现活性炭的表面改性，提 高其在特定应用领域中的吸附性能和稳定性。
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气体活化法生产活性炭
不同原料生产的活性炭，关键工艺为活化。
只是根据不同活化剂，可将其分为两类方法：
(1)用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂的化学品活化法；
(2)用水蒸气或二氧化碳等为活化剂的气体活化法。
炭化料的活化 :因水蒸气与炭在高温下的反应为吸热反应 ,当系统温度达反应开始进行 ,但由于反应吸热 ,会使物料温度低于影响反应速度 ,为保证温度在需补充热能。
因产物中有氢气和一氧化碳生成 ,而该两种气体均可燃烧放出热量 ,所以实际生产中即利用该部分燃烧热补偿反应吸热造成的热消耗。
炭化活化反应在多管活化炉中进行。
炭化后的物料从活化炉的炉口加入 ,活化剂水蒸气从活化炉上部通入 ,活化反应完成后 ,活性炭从下部卸出 ,而下部排出的气体送入炉膛中燃烧。
气体活化法生产活性炭是先把含碳有机原料炭化，然后让气体活化剂(一水蒸汽、CO2、O2、空气)等通过炽热的炭层、并与炭发生活化反应进行活化的。
活化料经酸水洗精制，干燥后粉磨即制得粉状活性炭。
不定型颗粒炭—段采用较硬的炭破碎成一定粒度活化后精制而得。
定型颗粒炭是炭粉磨成细粉末加粘结剂挤压成型．再经炭、活化和整粒而得。
研究表明，原料炭化时已形成活性炭微晶结构的雏形，即类似石墨的基本微晶结构。
微品之间留有空隙，此时，由于焦油物质的析出和分解，这些空隙被占据或被紊乱的“无定形”炭所堵塞，结果炭化品的吸附量很小。
当进行(气体法)活化时、空隙中的焦油等物质和紊乱的炭首先被除去，开放了原来闭塞的孔隙。
这时基本微晶表面暴露出来，并与活化剂作用，发生烧失，微晶烧失是不均匀的，烧失速度在同炭层平行的方向比垂直方向大，在边角上和有缺陷的位置上的碳原子即活性点上的碳同气体反应的速度较大，微晶品的这种不均匀的烧失就导致新的孔隙的出现。
在随后的活化过程中，孔隙不断加宽，相邻微孔之间的壁完全被烧毁而形成较大的孔隙，导致过渡孔和大孔容积的增加。
总之，常用这三种过程来解释活化过程中产生孔隙的活化机理：1原来闭塞孔的开放；2原有孔隙的扩大，孔壁被烧失；3某些结构经选择性活化而产生新孔。
孔陷的生成与活性炭的氧化程度有密切的关系，而活性炭的氧化必然要消耗炭。
因此，常用烧失率来衡量活性炭的活化程度，调节活性炭的孔隙结构，这是气体活化法的—大特色。
根据杜比宁的观点，烧失率小于50％时，得到的是微孔活性炭；烧失率大于75%时，得到的是大孔活件炭；烧失率在50％一75%时活件炭具有混合结构。