对活性炭原料进行预处理有哪些步骤?

2021-09-15 15:24 新空活性炭 51
步骤一:原料的预处理。
对活性炭原料进行预处理主要有脱灰和预氧化。用活性炭生产的原料是木材、煤等天然产品,都含有一定量的Si、Al、Ca、Mg等杂质元素。这些组分对活性炭制备过程中防止微孔的形成具有十分敏感的作用。经过对原料脱灰进行预处理,活性炭性能得到明显改善。物料预氧化主要有干法和湿法两种方式:空气、氧气和其它气体在一定的加热条件下作氧化剂,硝酸和硫酸通常用作湿法中的氧化剂。研究发现,煤质活性炭的比表面积为3000m2μg,碘吸附值为1500mg/g,亚甲基蓝吸附值300mg/g,苯酚吸附250mg/g,煤活性炭比表面积为3000m2μg,碘吸附值为1500mg/g。在300毫摩尔每分钟时,亚甲基蓝的吸附值为300毫摩尔每分钟。在760mg/g/g时,木材活性炭吸附亚甲基蓝。
 
步骤二:采用物理活化法制备超级活性炭时,采用催化活化剂。
在制备超级活性炭的过程中,加入催化剂进行活化后,反应速率提高一倍,活化温度降低,孔径分布集中。活性炭原料化学性能稳定,机械强度高,耐酸、碱、耐热,不溶于水和有机溶剂,可再生利用,已在化工、环保、食品加工、冶金、医药精制、军事化学防护等多个领域得到广泛应用。比如,利用钙离子催化物理活化法,将C-H2O反应活性能量从185kJ/≤降至164mol/≤,孔径集中在5-10nm之间。
活性炭生产商指出,过渡金属元素作为日本专利的催化剂,不但缩短了反应时间,而且获得了比表面25000m2/g、3mmol的超级活性炭。经典的过渡金属化合物有Fe_2(NO_3)3,Fe(OH)_3,FePO_4,Fe_Br_3,Fe_2O_3等。但是,过快的反应速度会使微孔壁烧穿,破坏微孔结构。步骤三:使用模板,将有机聚合物引入无机模板并将其碳化到一个很小的空间(纳米级),然后通过强酸溶解模板,制备出类似无机模板空间结构的多孔碳材料。活性炭原料化学性能稳定,机械强度高,耐酸、碱、耐热,不溶于水和有机溶剂,可再生利用,已在化工、环保、食品加工、冶金、医药精制、军事化学防护等多个领域得到广泛应用。该法可制备中孔活性炭,孔径分布窄,选择性高。用硅胶颗粒(75~147μm,比表面面积470m2,孔径4.7nm)为模板,在美国和日本分别制备了1100μm~2000m~2≤g,孔径为1≤10nm,集中在2nm处。用模板法制备活性炭,其优点是可以通过改变模板法控制活性炭的孔道分布,但其缺点是制备过程复杂,需用酸去除模板,增加了成本。