煤质活性炭:以煤为原料制造的活性炭通常采用水蒸气或二氧化碳气体活化,产品的形状以颗粒状为主,其孔径分布以微孔居多,更适合于吸附液相和气相中分子量和分子直径较小的物质,吸附性能指标通常以亚甲蓝吸附值和碘吸附值表示;
木质活性炭:以木屑为原料制造的活性炭通常采取化学法活化,产品的形状以粉状为主,其孔径分布可通过调节化学活化剂的配比来进行控制,比较灵活,既可以制造出孔径分布以微孔居多的产品也可制造出孔径分布中孔(过渡孔)占较大比例的产品,后者则比较适合于吸附液相中分子量和分子直径较大的物质吸附性能指标以焦糖脱色率表示;
活性炭可以由多种碳质素材制成,包括木柴、锯末、煤、焦炭、泥炭、木质素、芯、硬壳、蔗糖浆、骨头、褐煤、火油渣等。其中,煤和椰壳已成为生产活性炭经常用的的资料。活性炭的生产基本上分为两个进程。第—步过程包括脱水和碳化,在170-600℃下加热原料,使原始有机物的80%碳化。第二步是活化碳化物,通过水蒸气和碳等活化剂的响应来实现。吸热反应,CO和H2的夹杂主要是生产,它是用来点燃和热碳化产物合适的温度(800 - 1000℃),以点燃了一切的可转化的素材,以是生产兴隆的微孔结构和伟大的比表面积,因此有很强的吸附能力。由不同素材制成的活性炭具有区别的孔径。椰壳活性炭的孔隙半径小,一般来说,木质活性炭的孔隙半径较大。
在煤质柱状活性炭中,褐煤活性炭比煤活性炭具备更多的过渡孔和更大的平均孔径,可能有效去除水中的大分子有机物。活性炭具备净化气体的功能。活性炭是物理吸附和化学转化相结合的产品。它可以分解气氛中的甲醛、氨、苯、卷烟、油烟等各式有害气体和各式异味,特别是致ai的芳香族物质。
活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、活化加工制备而成,具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团,特异性吸附能力较强的炭材料的统称。 [2] 通常为粉状或粒状具有很强吸附能力的多孔无定形炭。由固态碳质物(如煤、木料、硬果壳、果核、树脂等)在隔绝空气条件下经600~900℃高温炭化,然后在400~900℃条件下用空气、二氧化碳、水蒸气或三者的混合气体进行氧化活化后获得。 [3] 炭化使碳以外的物质挥发,氧化活化可进一步去掉残留的挥发物质,产生新的和扩大原有的孔隙,改善微孔结构,增加活性。低温(400℃)活化的炭称L-炭,高温(900℃)活化的炭称H-炭。H-炭必须在惰性气氛中冷却,否则会转变为L-炭。活性炭的吸附性能与氧化活化时气体的化学性质及其浓度、活化温度、活化程度、活性炭中无机物组成及其含量等因素有关,主要取决于活化气体性质及活化温度。活性炭是由石墨微晶、单一平面网状碳和无定形碳三部分组成,其中石墨微晶是构成活性炭的主体部分。活性炭的微晶结构不同于石墨的微晶结构,其微晶结构的层间距在0.34~0.35nm之间,间隙大。即使温度高达2000 ℃以上也难以转化为石墨,这种微晶结构称为非石墨微晶,绝大部分活性炭属于非石墨结构。石墨型结构的微晶排列较有规则,可经处理后转化为石墨。非石墨状微晶结构使活性炭具有发达的孔隙结构,其孔隙结构可由孔径分布表征。活性炭的孔径分布范围很宽,从小于1nm到数千nm。有学者提出将活性炭的孔径分为三类:孔径小于2nm为微孔,孔径在2~50nm为中孔,孔径大于50nm为大孔。 [5] 活性炭中的微孔比表面积占活性炭比表面积的95%以上,在很大程度上决定了活性炭的吸附容量。中孔比表面积占活性炭比表面积的5%左右,是不能进入微孔的较大分子的吸附位,在较高的相对压力下产生毛细管凝聚。大孔比表面积一般不超过0.5m2/g,仅仅是吸附质分子到达微孔和中孔的通道,对吸附过程影响不大