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椰殼活性炭活化機理 椰殼活性炭物理生產技術
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椰殼活性炭纖維為多相不均勻結構,由亂層石S多晶結構和孔隙組成。多晶結構中石通化程度較低且排列紊亂的非晶區中,椰殼活性炭原子成為活化中心,活化氣體首先將其氣化刻蝕形成孔稱:其次晶格缺陷處及微晶部分被軾化形成孔隙.此時原有孔瓊或裂紋也易被氣化擴大; 最終穩定晶區的椰殼活性炭原子作為ACF的骨架被保留下來,同時椰殼活性炭纖維中所含的鈉等喊金屈雜質是炭的氧化催化劑,它們可以促進熱化學反應,對成孔也有一定貢獻。
椰殼活性炭的濾前反應。
目前,人們對ACF微孔的生成過程還沒有一致的結論。一般認為,纖維活化吋活化劑刻蝕炭材料的無定形部分或晶體缺陷部分而生成孔隙。在氣一炭反應中,有兩個并發的表面過程。
(1)多分子層和單分子層邊緣椰殼活性炭原子的去除;(2)基面內椰殼活性炭原子的去除,形成和擴大新孔,
也有人認為, ACF的細孔不是在活化時新生成的,而是已經存在的細孔通過氧化氣體的擴散,將其擴大或將密閉的孔開口而形成的。最近,人們將水蒸氣活化ACF時孔結構變化分為三個階段:第一階段,燒失量低于40%時孔隙度的形成主要是由于纖維表面燒失造成的!第二階段,燒失量40%?50%孔隙結構靠缺陷最多有序化最少的微晶燒失而發展;第三階段,燒失量55%以上,ACF內孔隙表面積靠有序化最少微晶和部分微晶六角層而形成。水蒸氣作為活化劑時,會形成炭氧化合物。
椰殼活性炭的化學活化方法
椰殼活性炭當采用KOH活化時,通過對升溫過程中氣體形成量可知, 01C左右生成大置水蒸氣,400匸以上有甲垸生成,但是很少有CO. CXk生虞,這與水蒸氣活化時不同。式為R水反應,500攝氏度以下開始發生;(2)式為水煤氣反應(3)式為水煤氣轉移反應,氣化鉀的存在可看作是催化劑,反應所得CQ?大多變作(4)式中的碳酸鹽,故而生成氣體中,H2豐窗,也可看co、co2、 甲烷和熵油狀物質。其中,由于碳酸鉀的形成而損失了炭,活化后,有金屬鉀析出(鉀的沸點為762X1), (5)式和(6;式反應中,鉀的化合物被?、炭還原.800攝氏度左右,金屬鉀然氣較多,有望進人炭層面以利于活化,石墨化炭材料孔隙鈷構形成的模型。
雖然椰殼活性炭材料與活化劑的反應歷程十分復雜,但是, 經過多年的研究,人們已經確定了一些基本反應,并且發現椰殼活性炭與活化劑反應的主要因素有:椰殼活性炭材料表面活性點濃度;椰殼活性炭材料的晶型和結構f無機雜質的存在;反應氣向活性點的擴散。這無疑為進一步研究活化反應歷程和機理莫定了基礎。
椰殼活性炭晶體結構與性能
用廣角 X衍射技術觀察瀝育基ACF,發現(002)線僅僅是暈圈,這表明它本質上屬于非晶態的無定形碳結構:用小角X衍射技術觀察到在小角領城有相當強的散射、這說明其中存在著大而不同的無數氣孔和微孔。這些分析結果表明,ACF的碳原子以亂層堆疊的類石墨微晶片層形式存在.傲晶片層在三維空間的有序性較差,平均尺寸非常小。