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高性能活性炭制备技术新进展_图文

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第2卷 第1 4 期 
2; 0 6年 3月  0

海 南 大 学 学 报 自然 科 学 版 ●  
NATURAL  CI S ENCE J   OURNAL  OF  HAI NAN  UNI VERS TY  I

V0 . 4 No 1 12   .   Ma . o 6 r2o  

文章纲号 :0 4—12 (0 6 0 — 04— 9 10 79 20 ) 1 0 7 0 

高性 能 活 性炭 制 备 技 术 新 进 展 
窦智 峰 , 姚伯元 
( 海南大学 理工学院, 海南省精细化工重点实验室, 海南 海口 502 ) 728   摘 要: 根据活性炭制备过程的特点, 概述了活性炭制备前期、 中期、 后期过程中的主要制备技 

术, 比较了不同制备阶段不同制备技术的特点 , 为制备高性能活性炭及其应用提供了参考.  
关键 词 : 活性炭 ; 炭化 ; 活化 ;改性 ; 制备技术 
中圈分类号 : Q4 4 1 T 2 .  文献标识码 :   A

活性炭 ( cvt   a o 。 A t a dCr n 简称 A ) i e b C 是一种孔隙结构发达、 比表面积大的多孔炭素材料 , 它 

广泛应用于环保、 催化、 食品、 医药 、 分离以及国防等领域 , 尤其是高比表面积活性炭 已成为 国民  经济发展和国防建设以及 日 常生活 中必不可少的重要功能材料.  
活性炭应用领域不断扩大 , 应用专一性 日益增强 , 促进了活性炭制备技术的发展 , 先后 出现 

了物理活化 、 化学活化、 催化活化、 表面改性等能显著提高和改善活性炭性能的各种制备工艺和 
技术 .  

高比表面积活性炭的制备是一个受多因素影响和制约的较复杂的工艺过程 , 其原料的差异、  
处理工艺的不同, 会对活性炭的孔径分布、 比表面积、 表面特性等性能指标产生显著影响。 前 , 目 虽  然高比表面积活性炭的研究与开发呈现出制备原料多样、 制备工艺灵活的特点。 但总的来看 ,   高比

表面积活性炭的研究与开发过程一般可分为前期预制备、 中期活化与后期改性 3 阶段, 个 每阶段 
的主要处理 目的不同, 采用的方法手段也不 同. 因此 , 本文主要从前期  中期和后期 3个阶段出发 ,  
简述了目 前在高性能活性炭的研究与开发中以及在生产领域中的主要相关制备技术.  

1 前期 制备技术进展   
炭化是以木材 、 果壳 以及煤等为原料制备活性炭 的必经工艺过程 , 通过炭化可 以得到被称  作“ 炭素前驱体” 的物质。 研究表明:炭素前躯体” “ 的结构特点直接影响甚至决定活性炭产品性  能的优劣. 前 , 目 炭化工艺的研究主要集 中在如何制得活性点多、 初始孔 隙发达的难石墨化炭.   11 预氧化炭化技术 .   预氧化处理技术是活性炭尤其是煤基活性炭制备过程中常用的前期处 

理技术 , 一般有干法和湿法 2 种方法 , 前者常用空气、 氧气等气体作氧化剂 , 后者常用硝酸、 硫酸  等作氧化剂.   ’  
预氧化处理对炭活化 机理、 炭活化产物 的性能 以及制备工艺 过程等均有显 著影响. en L o 
收稿 日期 : 0 5— 9—1  20 0 2

基 金项 目: 科技部重 大基础研究项 目(03 C 060 ; 口市重点科技项 目(0225  20C A 30 )海 2012 ) 作者 简介 : 窦智 峰(99 , , 南新 乡人 , 17 一)男 河 海南大学 理工学院 20 级 应用化学专业硕士研究 生. 03  

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第1 期 

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窦智峰等: 高性能活性炭制备技术新进展 

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等…在 2 世纪 8 O O年代初 , 曾利用干法预氧化法 (   2 59 ) 0 : = : 对烟煤进行氧化预处理 , N 5 实验发 

现, 氧化预处理后 的产物的初始 比表面积 和烧失率均显著增加. a a 2 Pr 等[ 在利用无 烟煤制备  r  
A C的研究 中发现 , 产品 A C的孔 隙率与预 氧化程度正相关 , 以微孔数量增加 为主. 且 张双全 

等  采用氧化性复合添加剂对原料进行湿法预氧化处理 , 后经炭化、 活化等工艺也制得 了微孔 
较发 达 的活性炭 .  

预氧化处理具有改变炭活化机理、 提高产 品性能以及缩短工艺时间等优点 , 但该方法受到  氧化剂性质、 原料特点、 氧化程度等多种因素 的制约; 因此 , 如何根据原料特点和产 品性能的要  求 , 择合 适 的氧化 剂和进 行可 控氧化 处理 , 选 就成 为此类 前期 处理技 术 的关键 .  
12 催化炭化技术 催化炭化技术是前期制备中又一常用的处理方法, . 通常是指在炭化原料  中添加某种试剂 , 以促进炭化过程, 从而得到最佳“ 炭素前驱体” 的一种处理方法. 目前 , 催化炭  化和后续活化相结合 已成为制备高比表面积活性炭 的常用制备工艺过程.  

磷酸 、 钾化合物等是活性炭前期制备过程 中常用 的催化剂 , 在催化热解过程 中, 会促进热解 
反应 , 抑制焦油的生成, 有利于通过缩聚反应进行芳构化, 从而形成具有丰富初始孔隙的乱层堆 

积石墨微晶结构. 例如 , on.ai 等  先用一定浓度 的 H P   M l aSb i o  O 和木质纤维素混合 , 然后将混  合后的样品在 4 0℃温度下催化炭化 4h催化炭化后的试样后经 C   85℃下活化 , 5  , O在 2 结果得 
到了比表面积达 370m g 总孔容达 2m g  0   - ~、   L- 一的高比表面积活性炭. 张双全等  采用氧  化复合催化处理方法对无烟煤制备 A C进行 了研究, 结果表明 : 该方法可 以有效地提高活化速 

率, 在同等收率下 , 产品性能显著改善.  
钾化合物及其热分解产物在改变热解历程 、 增加活性 中心、 形成初始孔隙和乱层堆积石墨 

微晶结构等方面有很好的促进作用 , 但在催化炭化过程 中的具体活化机理方面还有待进一步的  
研 究.   .  

2 中期制备技术进展   
活化过程是 A C制备过程中最关键的工艺过程, 是在活化剂与炭化料之间进行复杂化学反  应的过程. 其活化作用主要表现在 :) 1 在初始孔隙的基础上形成大量的新孔 隙; ) 2 初始孔隙进 


步扩展 ;) 3 孔隙间的合并与连通. 因而 , 通过活化阶段 , 可得到比表面积更大、 孔径分布更合理 

的A C产品. 目前 , 活化主要有物理活化、 化学活化 、 复合活化 、 催化活化等过程.   2 1 物理活化技术 物理活化法一般是指在一定温度下 , .   将炭化料与水蒸汽、 二氧化碳、 氧气 
或与它们 的混合气等活化气体进行反应 , 使炭化料活化的一类活化方法.   Wi as g n 认为 ]气体活化剂先除去炭化过程 中所形成的非组织炭中间物 , m , 然后与石墨微 

晶的活性位炭反应. 活性位的形成机制以及在微晶石墨层水平及垂直方向上炭的相对反应速率  决定了孔的结构变化. 一般认  , 气体活化剂的活化作用 主要是通过活化剂与炭化料之间的  
氧化反应来实现的 : 一方面 , 活化剂与炭化料中的焦油等非组织碳反应 , 使孔隙敞开 ; 另一方面 ,   活化剂与有活性位点的孔隙表面进行反应 , 形成新的孔隙结构.   在气固相反应中, 必须考虑气体扩散速率和反应速率 . i等 研究认为, Ps 当扩散速率大于 

反应速率时, 活化为反应所控制 , 此时有利于气体发挥造孔作用 , 反之 , 不利于孔的形成.   H 0分 
子的尺寸较 C   O 分子的尺寸小 , 2 H 0在颗粒 间的扩散速率大于 C : O 的扩散速率 , 以, 所 前者活  化温度在 80~ 5 0 80℃范围 , 后者活化温度在 90℃以上 , 0 两者活化温度一般相差 10℃以上. 0  

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海 南 大 学 学 报 自 然 科 学 版  衰 1 水 蒸气 和二氧化碳活化性能 比较   

20 0 6年 

以水蒸气为活化剂时 , 活化温度在 80— 5 0 80℃ , 随着活化时间的延长 , 活性炭的 比表面积 

和微孔数量均会逐渐增加 , 当温度 大于 80℃ 时, 但 6 扩孔现象加剧 , 微孔数量减少. i e eo Fg id  ur 等 研究发现 , 无论采用 c   0 还是采用 H O活化 , 2 高温低分压都有利于微孔形成 , 而在低温高 
分压下则有利于中孔形成.   传递性质和可混合性是决定反应速率和均匀性的重要参数  。近年来 , 。. 超临界技术 的发展 

已经引起了活性炭工作者的注意 , 超临界流体具有高扩散性 、 低粘度 以及在通常条件下难溶解 

反应物的充分可混合性 ; , 另外 在超临界条件下 , 超临界流体 的界面张力极低 ( 的静电常数是  水
8 O左右 , 在超临界 区域 , 可减小到 3— O , 2 ) 因此 , 非极性有机化反应物易于进入大孔甚至微孔物  质中, 从而促使均相和快速反应 , 并有利于活化反应的进行. 水蒸气 、 O 等超临界流体兼有气  C:

体和液体的性质 : 即既有液体对溶质的较大溶解度的特性 , 又有气体易扩散和运动的特性.   Ci 1 利用超临界水作活化剂来制备活性炭微球 . a等[] I 实验发现 , 在超临界条件下 , 温度和  水流速变化对 比表面积和孔隙率有较大影响 , 而压力变化的影 响较小 ; 当压力达到或超过 3  但 6

Ma , P 时 中孔明显增加 ; 因此和水蒸气相 比, 可制备 出中孔更发达, 强度更高的 A . C   2 2 化学活化技术 化学活化法是指利用化学试剂对活化对象进行活化的一类方法 , . 该法始 
于 Otjo se 应用氯化锌法制备活性炭的 10 rk 90年 , 目前为止 , 到 已先后探索 了几乎所有常见的无  机酸碱盐 , 其中具有代表性 的活化剂是 Z C H P   K H, n 1   O 和 O 其各 自特点如表 2 、 所示 .  
表 2 典型的化学活化法 中的活化剂 

化学活化法具有活化时间短、 活化反应易控制、 产物 比表面积大等优点 . 在化学活化 中, 活 
化剂用量 、 活化温度、 活化时间是影 响 A C性 能的主要影响因素 , 也是化学活化技术研究 的重  点. 然而 , 化学活化法也有一些缺点 : ①腐蚀设备 ; ②污染环境 ; ③活化剂 消耗量大 , 成本高 ; ④  后处理时经济和环境成本高. 以上这些不利 因素限制 了简单化学活化法 的应用.  

2 3 复合活化技术 将物理活化方法和化学活化方法 的各 自 . 优点结合起来 , 所形成 的复合活 
化技术越来越受到人们的重视 , 该技术发展初期 , 多采用简单物理活化加化学活化的双重 活化  方式. 例如 ,a r 等u 在制备核桃壳活性炭 的实验 中, Ct l ua   先用 Z C2 n I进行化学活化后 , 再用 c 2 0 
进行物理活化. 试验结果表明 , 用该复合法制备 的活性炭 比表面积可达 3 0   ·  以上 ;   0m g 0 但  双重活化仍没有克服化学活化法中的不利因素的影响 , 而且还增加了劳动强度.   目 , 前 多采取化学浸渍加物理活化的复合活化技术 , 通过控制浸渍 比、 浸渍时间、 活化温度 、   活化时间等因素 , 可制得吸附性能优 良、L 孑 径分布合理的活性炭材料.   Luei 等¨ ybh k  用氧化性试剂浸渍无烟煤后 , C   80℃下活化 , 用 O在 5 可制得微孔和中孔均 

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窦智峰等: 高性能活性炭制备技术新进展 

比较发达的活性炭材料. 张文辉等¨  在制备煤基活性炭研究 中用 K H浸渍试样后 , O 再用水蒸  气活化. 试验结果表 明, 产物 比表面积大于 1 0    g 同时缩短了活化时间 ,   0I · ~, 5 l l 提高了产 品的  吸附性能. 赵乃勤等¨  将炭粉和铵盐混合溶液 [ ( H )s   : ( H )P   : H 0 = m( N    O ) m( N    O ) m(   )   6 634 9 ] . :.:0 按一定浸渍比浸渍 、 烘干 , 再用水蒸气进行活化 , 以显著地提高活性炭的比表面  可
积 和活化 收率 .  

复合活化技术虽有较多优点 , 但在活化程度 、 均匀性、 有效性等方面仍有不足 ; 因此, 一方面 
需要加深对复合活化技术中的相关作用机理的认识 , 另一方面也需要加强与其他相关制备技术  的配合.   2 4 催化活化技术 催化活化是在简单物理活化和化学活化的基础上 , . 随着对炭化、 活化机理  认识 的深 入而逐 渐形 成 的一种 活化方 法 .  

在7 O年代初 , a h等¨ 对加入铁 、 的糠醇树脂进行 了炭化、 Mr s 刮 镍 活化的研究 , 结果发现, 活 
化反应主要在金属粒子的近处发生 , 抑制了微孔的形成 , 中孔明显增加. o i Tmt a等  研究认为 ,   金属催化气化产生的中孔反应主要集 中在金属微粒的表面, 金属微粒是 向炭基体内部打洞前进 

的. d r 1较 为详细地研究了金属的催化气化反应机理 , 出了氧传递机理. A l 等- e   提 刘植 昌等¨1 9  
进行 了铁催化活化制备沥青活性炭机理方面的研究 , 出在铁微粒周围发生催化活化反应的同 指  

时, 还有非催化活化反应进行 , 这些非催化活化反应主要产生微孔, 所产生的微孔和中孔可使原 
来分散于沥青基炭球内部的铁微粒暴露于水蒸气气氛中, 继续对活化反应起到催化作用, 产生  更多中孔 , 上述反应过程循环往复 , 从而产生大量的中孔.   有很多化合物 , 包括碱金属和碱土金属 的盐类、 氯化物 、 硫酸盐、 醋酸盐以及大多数的酸类  和氢氧化物等 , 在气体活化中具有催化加速作用 J例如 : , 目前工业上用 K H和 K C   O 2O 作催化  剂, 用量在 0 1 一 %之间, .% 5 可以显著地提高物理活化速率和产品性能.  

催化活化是一种有效 的孔径调控制备技术 , 特别是对中孔 A C的制备 , 由于许多催化剂  但
属于含金属的盐类 , 因此需考虑产品中的金属残 留问题 , 尤其是在食品、 医药 、 催化等领域 中所 
应用的 A . C 

3 后期制备技术的进展 
活性炭的吸附特性一方面取决于其孔隙结构 , 另一方面取决于其表面性质. 它的前期 、 中期  制备技术主要侧重于孔隙结构方面, 但随着对 A C材料性能的要求越来越高 , 简单 的炭化活化  工艺已经很难满足要求 , 尤其是在一些高、 、 精 尖领域的应用 , 因此 , 后期处理技术就越来越受到  

重视. 后期处理技术一方面可进一步调整 A c的孔隙结构 , 另一方面可对 A c的表面进行修饰和 
改性 , 其主要方法有表面氧化处理、 浸渍活化溶剂、 沉积技术 、 热处理技术 、 低温等离子技术 、 微  波技术等. 目前 , A 表面改性和修饰为主的 A 以 C C后期制备技术研究 已成为 A C研究 中十分活 
跃 的研究领域口 . ¨ 根据后期处理技术所依据的主要原理和特点 的不 同, 后期制备技术大致可分  为物理改性技术和化学改性技术.  
3 1 物理 改性 技术  . 3 1 1 热处理法 后期的热处理技术 主要是指在一定条件下将 A ..   C在高温下进一步处理的过 

程; 该技术的操作相对简便易行, 被广泛应用 于研究 和应用领域 
学结构 , 包括元素、 官能团种类等.  

. 高温热处理技术对 A   C

性能的影响主要表现在 2 个方面 : , 其一 改变原 A c的初始孔径和孔容; 其二 , 改变 A c的表面化 

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20 0 6缸 

目 , 前 热处理技术多采用复合方式 ( 浸渍热处理 、 活化气氛热处 理等) 进行 , 例如 Bgev ar   e 等  先用三聚氰胺浸渍 A , C 然后用 80℃的高温处理. 5 试验结果表明 : 改性后的 A C对 H S的  : 处理能力可提高 1 倍以上. 0 李开喜等  在氧化性活化气氛下 , 研究了热处理温度、 气体种类等  因素对活性炭纤维( cvt   a o i r简称 A F 脱硫性能的影响 , A t a dCr nF e, i e b b C) 并证明该法能有效地提 
高 A F的脱 硫性 能 . C  

3 12 微波法 微波是指波长在 1 i 1 l .-   m一   之间 , h n 频率范围为 30M z一 0 H 的电磁波. 0  H 30e z   微波辐照可透射到材料内部 , 通过离子导电和分子极化 以及旋转机制使偶极 电子反复极化、 相 
互摩擦 , 从而使微波能量转化成热能. 微波加热具有速度快、 高效节能、 选择性强 、 污染少、 控制 

简单等优点, 已在许多工业领域中有很好的应用.   活性炭能很好地 吸收微波 , 但微波改性方法在 A C领域 的应用起步较晚 , 尚处在实验研究 

阶段.a o 等  利用微波对 A F进行了后期热处理研究, Crt rt C 发现微波不仅能有效地改变孔径和 
孔容, 而且对 A F的表面官能团也有影响. C 江霞等  I 3  在利用微波改变 A C性能方面进行了大  量的实验研究 , 结果发现 , 经过微波改性后 , C的碘吸附值有所提高 , A 吸附能力增强 ; 同时 , 还发 

现A C的表面结构也有较大的改变 , 且孔结构变化多发生在中孔范围. 前 , 多学者认 为微波  目 许 功率是改变活性炭性能的主要 因素. 微波对 A C进行的后期处理 , 主要是通过快速、 高效 的热作  用来引起炭骨架的收缩 , 从而导致孔径 、 孔容等参数的变化.  
微波技术具有很多优点 , 日益受到炭素工作者 的重视. 正 人们 已经发现, 在不同气氛条件下  利用微波加热改性会影响 A C表面基团的性质  如氧化性气氛有利于酸性基 团的形成 , ¨, 而还  原性气氛则有利于碱性基团的形成.   3 13 低 温等离子体法 等离子体是物质在特定激发条件下 ( .. 如高温 ) 的一种物质状态 , 由 是   大量正负带电粒子和中性粒子组成并表现 出集体行为 的一种准 中性气体 , 是除固态 、 液态和气 
态 以外的物质第四态.  

等离子体按照粒子温度可以分为热平衡等离子体和非热平衡等离子体. 当电子温度和离子 
温度相等时 , 就称为热平衡等离子体 , 简称为热等离子体 ; 当电子温度远大于离子温度时 , 则称  为非热平衡等离子体 , 由于其 电子温度高达 1  0K以上, 而离子和原子之类的重粒子的温度却只  有 30~ 0  所以又称其为低温等离子体 . 0 50K, 在低温等 离子体 中, 一方面 , 由于电子具有足够的  能量激发、 离解和电离反应物的分子 ; 另一方面, 反应物体系又由于能保持低温 , 甚至接近室温,   因此通过断开或激活材料表面的化学键并形成新的化学键 , 可以实现材料的表面改性 .由于低  温等离子体中绝大 多数粒子的能量均高于 A C表面常见化学键 的键能 , 因此可 以断开 A C表面 

的某些化学键 , 从而使 A C的表面改性得以实现 ; 因此低温等离子体法在材料表 面改性和新材  料制备等领域得到了非常广泛的应用  .  
G c 等  利用氧等离子体对 A r a ai C表面进行改性研究发现, 在基本不改变其表面组织结构  的前提下, 以使其表面化学性质有针对性地发生改变. odu等  在用 氧低温等离子体对  可 B uo A C改性的研究中发现, 在基本不改变 A C孔隙率的条件下 , 可在 A C表面引入大量 以羧基 为代  表的酸性官能团. 另外 , kj a O am 等  运用氧等离子体对电容电极 的 A F进行 了改性研究 。 i C 结 

果表明 , 同等条 件下 , 在 利用氧等 离子体处 理过 的 A F的 电容 能力提 高 了 2 % , C 8 最高 可达 
1   ·g一 . 42 F  

3 2 化学改性技术  .

32 1 表面氧化 法 氧化改性技术是利用一定氧化剂对 A ..  C产品进行有 目的的改性和修饰 的  

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窦智峰等 : 高性能活性炭制备技术新进展 

类方法 , 它既可用来调节孔径 , 又可 以改变 A C表面的化学结构 , A 是 C化学改性技术 中较为 

常用的方法之·. 前 , 目 表面氧化是增加 A C表面含氧官能团和调整其表面极性的主要方法. 活  性炭属于非极性吸附材料 , 根据相似相吸原理, 它一般对烃类和有机蒸气 的吸附能力较强 , 如果  增加其表面主要含氧官能团的含量 , 可以调整其表面极性的情况 , 拓宽其应用范围.   A dl as 等  进行 的研究表明, H O 处理后 ,C表面的各种含氧官能团和吸湿性  be Nse   r 用 N  A 均明显增加 , 这有利于改性活性炭在液相吸附中的应用 ; 但在另一方面 , N   H O 的腐蚀性会导致  大孔增多. 厉悦等  利用氧化方法对 A C进行改性 , 发现改性后的活性炭表面的酸性基团含量 

增加 ,C表面的亲水性显著提高 , p 眩 值 ( A 但 H   水溶液中固体表面净电荷为零时的 p H值 ) 却降  低, 并且对苯酚的吸附性能也降低. 杨明平等  在改性活性炭( 硝酸氧化) 处理含铬废水 的研究 

中发现, 改性后的 A C能显著提高处理铬离子的能力 , 但其处理能力受溶液酸度的影响较大.   在运用氧化改性技术时, 有许多相关因素必须考虑 , 如活性炭的孔结构、 应用对象的性质、  
应用领域的情况 、 应用环境的条件等等, 所以, 运用该技术 的关键是要考虑氧化剂种类、 氧化程  度、 氧化时间等因素对改性活性炭性能的影响.   32 2 化学气相沉积法 气相沉积技术是指利用气态或蒸气态物质在气相或气固相界面上反  .. 应, 使其生成固态沉积物的技术. 根据沉积过程主要所依据的物理、 化学过程的不 同, 气相沉积  可分为物理气相沉积 ( hs i  ao D psi , P y c l pr eo tn 简称 P D 和化学气相沉积 ( hmcl ao iaV   io V ) C e i   pr aV   D psi , eoi n 简称 C D 两大类. t o V)  

物理和化学手段 的 E益结合 , t 使化学气相沉 积技术成为一种 即传统又现代 的制备技术.   C D技术主要具有以下特点 : V ①保形性好 ; ②适用面广 ; ③主副产物易分离 ; ④应用方式灵活 ;   ⑤操作容易控制. 目前 , 国内还较少运用 C D技术来改变活性炭的性能  , V 但在 国外 , 活性炭  后期研究中应用 C D技术却较广泛[ ]主要应用于制备碳质分子筛、 V 加 ,   催化剂和改善活性炭 
及 A F性能等方面. C   3 23 漫溃法 浸渍技术是制备专一性活性炭产 品最常用的处理技术 , A .. 在 c改性技术 中占   有重要的地位 , 对此, 国内外相关文献报道较多.   浸渍方法是 A c改性技术 中最基本的方法之一 , 该方法主要通过改变 A c表面的化学性质 ,  

包括改变其表面官能团、 表面杂原子和表面化合物等方式来影响 A c的性能, 尤其是对 A c化学  吸附性能的影响 , 该方法不仅常用于液相领域 , 而且在气相领域也有独特的应用 , Z u 副 如 h 等   
分别用  = .%的 N 2 O 和  = . %的 K H浸渍处理 A , 4O aC   25 O c 然后 , 对烟道气进行净化吸附 ,   结果发现, 浸渍改性后 的 A c对 N 0和 s   0 的去除能力可达 5 8 , .% 其性能明显优于未改性的活 
性炭.     ’

A C的性能是由其孔隙结构和表面化学性质两方面决定的, 应用 目的不 同, 对两方面的要求 
也不同, 例如 , 气相分离侧重 A c的孔形态( 表面积和孔径分布) 而对用于液相吸附或作催化剂  ; 载体 的 A , C 由于其表面的化学特性对吸附性能和催化性能会有显著 的影响, 因而 , 对此类 A   C 的表面化学特性要求较高. 浸渍技术是改变 A c表面化学性质和化学环境 的有效途径, 因此 , 它 

在提高吸附选择性 、 吸附效率和制备碳基催化剂、 碳基复合试剂等方面均有广阔的应用空间.  

4 结

语 

近些年 , 在高密度储气 、 超高电容器开发、 高效吸附等相关需求 的推动下, 高性能活性炭的  研究与开发 日 益受到国内外 的广泛关注 , 并成为炭材料研究 的热点领域之一.  

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2O 芷  O6

高性能活性炭要求具有高比表面积、 合理 的孔径分布以及 良好 的表面特性. 近些年 , 虽然高 

性能活性炭的制备技术已取得了很大的进展 , 如以石油焦为原料 , K H作活化剂已制备 出微  用 O 孔发达、 比表面积达 300m g      ·  的超级活性炭等等 , 0 但高性能活性炭的制备技术及其应用还  有很多有待解决的问题 , 例如用 K H活化法能制备 出高性 能的活性炭 , 由于碱用量较大 , O 但 设  备腐蚀严重 , 制备成本较高以及环境污染严重等问题 , 从而使该法难 以得到广泛应用 , 因此 , 降 
低用碱量 已成为改进的方 向. 物理活化、 催化活化等方法具有更大的开发和应用潜力 , 但需要在 

缩短活化时间、 提高产品性能等方面继续开展研究 . 另外 , 制备技术还有待相关活化、 成孔机理  的进一步研究 , 在此基础上 , 才能掌握孔径可调 、 经济可行 的高性能活性炭 的制备技术 , 这也是 
所有高性能活性炭开发者所共同追求 的目标.  

参考文献 :  
[ ]L O  a ao,K O Z I   y 。G D G r,e a.E l gm n o  emeooe f  aigbtmi u  1 E N Sl dr L T K N M ma AR   ay t v   1 na e et fh   i p r o  ckn  i n s r   t r s a u o ca b ot l doiai [ ] F e,9 16 ( )6 3—66  ol ycn oe x t n J . ul18 ,0 8 :7   rl d o 7. [ ]P R A JB ,PSJJ D  O S   C t .E et f o  r xdt no  edvl m n o mi ooi     2 A R    I  , E S U A J ,e a f c o  a pe ia o nt  ee p et f c rsyi       1   cl o i h o     mp t n at a dcro s J .C ro ,9 63 ( ) 7 3- 8 . c vt  ab n[ ] a n 19 ,4 6 : 8 7 7  i e b

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[ 4]M LN -A I   R D I U Z R I O OF, A U L   , t 1 eeom n o p r i   o bndp s O I A S B OM, O RG E -E N S   C T R A F e a.D vlp e t f o s y ncm i  b .     o ti e o   po cai- ro  i ieat a o [ ] abn 19 ,4 4 : 5 4 2  hn   dc bndo d  i tn J .C ro ,9 6 3 ( ) 4 7— 6 . c a x c vi

[] 5 张双全 , 王祖讷 . 氧化复合催 化剂作用下用无烟煤制备活性炭 []燃料化 学学报 , 9 , ( )44 4 6 J. 1 82 5 : — 3. 9 6 3   [ ] IM N  . nutaapc  poutn n s o a v e  r n[]C r n 18 , ( )1 — 2 6 W G A S I si  eto r co  d e f t mdc bs J . a o , 992 1 : 2 . T d r s sf d i a u   i l c ao b 7 3   [] 7 孙家跃 , 杜海燕. 无机材料制造与应用 [ ]北京 : M. 化学工业 出版社 ,0125 26 20 : — . 4 4  

[ ] I  j P R AJ e, EL  U N EGm , t .Dvl0et f a pm i    ta dcr n    8 P J , A K   s D  AP E T  e a e a ee l n o m m o synai t   bs b S 明6 ob   1 om     c l t i cv e a o y eetf ol r x tn dbr o [] Cr n 19 , ( )65— 3 . fc ocape i i     n f J. a o , 87 6 :       od o a u - a n b 9 7 2 60   [ ] IU IE OJ , O OGR T O A   , t . v utnot   iec    tao   e r utn f 9 F ER D   L P C    。 H M Z0 e a E a ao  h e c ny f i tni t   e eo    G     1 l i f e f i o a vi nh pd i o c
c b na sret[ ] abn 9 6 3 ( )6 9— 8 . r a   obnsJ .C o ,19 ,4 5 :7 6 1 o d r   [O 1 ]张镜澄. 超临界流体萃取[ . M] 北京 ; 化学 工业 出版 社 ,0 0 27  20 :0 . [ 1 A   i g HU N  hn-o ,K N  e u e  .Pe a t no  t a dcro   c p e s rm p e 1 ]C I o , A G Z egh n A G F i , t Qn g y 1 a rpr i  fai t  abnmi h r   o  h. ao c ve ms e f   nl - s  yspr ie  a rat  ̄ o [ ] abn 2 0 ,2 4 :7 7 3+ oi r i b u ec ta w t   i in J .C ro , 0 44 ( )7 5— 8   ce n ri l ec v [2 A UR  F, A I   M l a O R G E N S   . r aa o fat a  abnb hmi   ta o  1 ]C T I S B OM  o n ,R D I U Z O O F Pe rt no  i t cro yce c a i t n i p i c ve d l a c vi

wtZ C [] C bn 1 12 ( )99 10. i n h J . a , 9 , 7 : — 07 h r o 9 9 9  
[ 3 Y B H K SB E O R, G I   .n uneo hm c   oict no  trc eo  epmsyo  e 1 ]L U C I    ,B N  ̄ B UN F If e c f e ia m d ai  f h ai nt  o i fh  l c l i f o n a t h t t

r ui   t adcr n[]Cr n2o (o :27— 24 e ln a i t   bs J. a o , 24 ) 18 1 . stg v e a o c b o 9  [4 1]张文辉, 裒国君 , 李书荣 , 浸渍 K H研制煤基高比表面活性炭[]新型炭材料 , 9 , () 5 — 0 等. O J. 1 81 4 : 5 6  9 3 [5 赵乃勤 , 1] 魏娜, 郭新权, 铵盐浸渍预处理对活性炭性能 的影响[ ] 材料热处理学报 , 0 ,5 4 : 等. J. 2 4 2 ( )  0
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[9 刘植昌, 1] 凌立成 , 吕春样, 铁催化活化制备沥青基球状活性炭中孔形成机理的研究 [ ]燃 料化 学学  等. J


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第1 期 

窦智峰等 : 高性能活性炭制备技术新进展 

报 ,00,8 4 :2 3 3 20 2 ( ) 30— 2 .  

[0  2 ]郏其庚 . 活性炭 的应用 [ . M]上海 : 华东理工大学出版社 , 0 : . 2 21  0 5

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与工程 ,9 9 1 ( ) 7 8 J 19 ,7 3 :8— 1  

[3  A T HEB Syd K R FLTnu dop o     ye yha-et  rnl   df ru ci t  a-  2 ]D S G I  e , A AN I aj.A srtnoo gnb etra dgaua a  bos t a dC ’ c i fx t e rn i a ve r b l [ ]Junl f o o  n  tfc cec , 0 42 4 1 : — . os J .ora o C li adI e aeSine 20 ,7 ( ) 1 8  l   ld nr i   dat i  f t a l tJ . abn 20 ,3 7 : 5 2—1 1. n a   it o    ty [ ] C ro ,0 5 4 ( ) 1 1 gn c vy P c a s 56  [5 A MSJM V et, A R T     R B I O C R O rM M  ,e a.Pe a t na dm df ao  f 2 ]N B      a n C R O YPJM, I ER   A R T     L t l e   1 rpri     oict no  ao n i i ci t  a o be b  c w v et g J . abn,O 44 ( ) 1 1 3 0 at a dc bnf r  ymi o aeha n [ ] C ro 2O ,2 7 :35—12 . ve r i s r i   [ 6 A R E   n ry E E D ZA gl D K O In , t .Btm nu ol ae  t a dc bn  oi 2 ]B G E V A de ,M N N E   ne, U HN   i e a i ios a bsda i t  a osm d- ra   1 u c   c ve r   l  i  ioe 8asr n  f yrgns f e J .C o 20 , 3 :6 4 6  fdwt nt gna do e t o hdoe   ld [ ] abn,0 44 ( )4 9— 7 . e h r b s ui r 2 -   [4 A G Mi,B EY u - n , E   hn -a fc f etra et f t a dc bnsp oto   el d  2 ]K N   n A   ons g L E C agh .E et   a et n    i t  a o up r nt   a - a oh t m oa v e r c s h o

[7 李开喜, 2] 凌立成 , 朗, 热处理改性的活性炭纤维的脱硫活性[]催化学报, 0 ,13 : 4- 6 . 刘 等. J. 2 02( )2 28 0 6  
[ 8  A R T    M, A A SJM V, IER  A R T     L e a .T em lr t et o atae a n 2 1C R O YPJ N B I     R B I O C R O YM M  , t     1 hr a t am n   c i t c b    e s f v d r e

i e u n  mc wv rae[]Mc o u    e p u M ti , 0 1 4 (/ ) 23 22 fr  s g   ioaeunc J. i pm s dM a m s a r s 20 , 7 23 : 4 — 5. bs i a r f m n a o o   ea l   [9 2 ]江霞 , 文举 , 晓 帆 , 微 波 改性 活 性 炭 的吸 附性 能 [ ] 环境 污 染 治 理技 术 与设 备 ,O4 5 1 : 蒋 朱 等. J. 2O , ( )  
4 3—4   6.

[0 3 ]江霞, 蒋文举 , 朱晓帆, 微波改性活性炭表面基团及吸附性能的影响[] 林产化学与工 业,032  等. J. 20 ,3
()3 4 . 1 :9— 2 

[1 3 ]汪南方 , 坚 , 华 尹华强 , 微波加 热用 于活性 炭 的制 备 、 等. 再生 和改 性 [] 化 工进展 ,042 ( )6 — J. 20 ,3 6 : 4 2  
6 8  2.

[2 3 ]邱介山. 温等离子技 术在炭材料改性方 面的应用[]新 型炭材料 , 0 , ()5 - 3 低 J. 2 11 3 :8 6 . 0 6  
[ 3 A CA A a M R f E . L N O A e a L O  al  enY, t .M d ct no tesr c rpre  3 ]G R I   n , A TN ZA O S   m l , E NC o L o  e a oi ao f  uf ep e is i r s   1 f i h a o t o    t ae abnb xgnpam   et etJ . ul,98 7 ( ) 6 3— 2 . f a i t cro yoye l at am n[ ]F e 19 ,7 6 :1 6   n a c vd s r 4 [ 4 O D UJP MA TN Z A O Z   T S O   M D It dci  f c i rus th   r e f c vtd 3 ]B U O    , R I E . L N OA,A C NJ   . nr ut no ai cg p    es f   atae    o o d o at u a o i c

cr n y c wv.dc   ye lm   wp s r[]Cr n 20 , 87 : 01 12. a o    r aenue o gnp a to  es eJ .a o , 00 3( ) 12 — 09 b bm o i i d x s a al r u b  
[5 K I   ec i O T   e o S D H Maa.C pca c  hv ro  C   t xgnpam   ete t 3 ]O M  K ih , H A K / ,U O   s o aain eb a o fA F wh oye -l a t a n  MA i g t e i i s rm [ ] lc ohmc  c , o 55 ( 1 :2 7— 2 1 J .Eet c i aA t 2 o , 1 )2 2 2 3 . r i a 0   [6 B E . A S R A, LH N A W  If ec f N 3 xdt no  es ut eadasrt e r et s f 3 ]A D LN S E   E . E D   Y. nl n e   O  ia o  t  rc r    o i   o re    u oH o i nh t u n d p v p p i o
crcbbsdat a  a o [ ] Cro 20 ,14)7 3— 2 . o o .ae  i t c bn J . abn,0 34 ( :1 7 2  n c ve r d

[7 3 ]厉悦 ,李湘洲 , 敏. 刘 改性活性炭 的表面特 性及其 对苯酚 的吸附性 能[ ] 林产 化工通 讯 , 0 4 3 ( )  J. 20 ,8 5 :
l 4—1 . 7 

[8 杨明平 , 3] 付勇坚, 黄念东. 硝酸氧化改性活性炭处理含铬废水的研究[]材料保护, 0 ,79 :4— 5 J. 2 43 ( ) 4 4. 0   [9 武正簧, 曦. 3] 闫 活性炭镀 T : i 薄膜光催化降解苯酚废水[]化学工程师 ,o4 2 : 4. O J. 2o ( )3 9— 1  
fo O N   4 ]M E E R,B O    H, C O N A  , t .C an f t a  a nwt sio ab e yce cl O N H T S H O M NJ e a ot go  i t c b  i  icnc i    hm a    1 i c a ve r d o h l r db i

vpu eoio [ ] C bn 19 , ( ) 57—59  a r p s n J . a o ,9 63 5 :6 o d i t r 4 7.
[ 1 A B H   uiO A Hie si K WA O Si o t 1 h em d ct no pr  z    t ae a o  4 ]K WA UC I j K   dt h, A N  h u ,e a.T   oi a o f oes ei ai t cr n Y , o z   i f i   i nc v d b

i s v hm avo   ps o      c   m l l s v sl t t ]Cr n 1 83 4 : — f rb  e c   pr eoi n d teeto o u  ee e cvy J.a o , 9 , ()37   e b   c i l a d t a i f s n e a i   ei [ i n s c r i b 9 6 3
3 2  8.

[ 2 H N   igw g Z U M n—u , I ece g rp a o f nA -i2 ht aa s cae nat a  4 ]Z A G Xn -a , HO   igh a L   -hn .Pe a t no    g O   oo t yt ot o  i - n E L ri a T p cl   d cv t  abnb  C D[ ] Ma r sC e s yadP yi ,0 5 9 ( ) 7 d r e c o  yMO V J . ti   hmir   h s s20 ,1 1 :3—7 . ea l t n c 9   [3 H   L, N 4 】Z U J WA GYH, H N    e a xe m na ivsgt no asrt no N  n  O nmoie  Z A GJC, t .Ep r e t n et ao   d op o   OadS 2 1 i l i i f i f o dd f

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海 南 大 学 学 报 自 然 科 学 版 

20 矩  06

a c bn8 et_  u B B J。 nr   ovro n  aae et 20 ,6 1/4 :13—   舡 o 0 n lm feg e [ ]E e yCne i adM gm n, 054 (3 1) 27        l m B g sn n
28. 1 4 

Ne Pr g e s si   e a a o   c n q e   f w  o r se  n Pr p r t n Te h i u so   i

Ac v tdC ro   i   g   ai   i t ae   ab nwt HihQu ly h t
DOU Z i e g ,YAO B —u n   h- n f   oy a  
fKe La   fFn   y b o  ieCh mia n ie m go   i 帆 Prvn e,Colg   fS in e a d Tel lg   e c lE gn e   fHan o ic l e o ce c  n e cmoo y,

Ha a i nUnv t , io 50 2 Cb幔) n i哪i Ha u, 7 2 8, i   y k 】

Ab t a t n t i  a e , i   r p r t n t c n q e   f ci ae   a b n w t   ih q ai   a e b e   s r c :I   s p p r man p e a ai   h i u so   t td c r o   i h g   u l y h v   e n h o e a v h t

dsu sd b sd 0  h rceit so i ee tp e aainp ae  fa t ae   ab n C aa tr t s ic se   a e   n c aa tr i  fdf rn  rp rt   h sso ci td c ro . h rce s c  sc o v ii 0 i rn e h iu sh v   e n it d c d t  u py rfrn e o p e aain a d a pia o   f fd  e ttc nq e  a e b e  nr u e  o sp l  eee c s t  rp rt   n   p l t n o  o o ci a t ae   ab n  ci td c ro . v Ke   r s a t ae   ab n;c b nz t n;a t ain;mo ic t n prp aintc nq e ywo d :c v td c ro i r a o iai o ci t v o df ai ; e a t  e h iu   i o r o

( 上接第 7 3页 )  
[6 7 ]聂峰, 何云华, 赖普辉. 高碘酸钠 一 过氧化氢 一 盐酸黄连索化学发光体系的研究[ ]分析化学,00 2  J. 20 , 8
( ) 18 . 9 :17  

[7 聂峰, 7] 李丽清, 封满良, 等.次氯酸钠 一 芦丁 一 盐酸氨基脉体系的化学发光反应研究 [] 分析试验室, J-  
19 ,8 1 5 99 1 ( ):4—5 . 6  

An Ad a c   fCo   v n e o   mmo   e i mi e c n   a e t  n Ch m l n s e tRe g n s u
i   a ma e tc lAn l s s n Ph r c u a   a y e   i

F   h nliW EN Z e -h n   AN C u - , e   h nca g
( u l  a  etr B a  iesy ak u 5 02 , ia  P bi L bC n 。H i nUnvri ,H io , 7 2 8 Chn ) c e n t

Ab ta t sr c :Ch mi miec n  ayi  a   e n wiey u e  n ma y f ls s c   se vr n na  e l n se ta lssh s b e   d l  sd i  n   ed , u h a  n i me tl u n i o ce sy h mit ,moe ua  ilgc  d me iie c e sr  e a s f t i l a o aoya p r tsa d r lc l boo isa ‘ dcn   h mit b c u e o ss r n y i mpelb rtr  p aau     n h g  e st i  e trs hsp p re a n d tec e l miec n ea ay i o h r c uiasa d ih sn i vt fau .T i a  x mie    h mi i y e e h u n s e c   n lss f ama e t l       p c n mea oi so r g     u a   o y tru h7  eee c sa aye   u igtep r d o 9 9 t al  tb l e  d u si h n b d   o g   7rfrn e  lzd d r     ei  f1 9  oe ry t f n m h n n h o
20   0 5.

Ke   r s c e l mie c n e;p ama e t a  ayi ;a pia o sa v c   y wo d : h mi u n se c h r c u c la l s i n s p l t n  d a e ci n


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