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活性炭的制备1活性炭的制备原料 (1)2活性炭的制备方法 (1)3煤基活性炭的制备方法 (2)4煤基活性炭中的粘结剂 (3)1 活性炭的制备原料活性炭的结构特性依赖于前躯体的性质、原料的炭化、活化和化学的调整条件［22］。
选择合适的原料是影响活性炭性质的一个重要因素，活性炭可用各种类型的碳质材料来制备，来源非常广泛，大体可以分为以下几类：①有机高分子聚合物，如萨兰树脂、酚醛树脂、聚糖醇等；②植物类，主要是利用植物的坚果壳或核，如核桃壳、杏核、椰壳等；③煤及煤的衍生物，如各种不同煤化度的煤及其混合物。
原料的选择一般以低灰分、高含碳量以及尽可能低的挥发分为最佳。
较好的原料主要是煤（褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤）、木材、果壳。
由于煤来源广泛、价格低廉、制备工艺相对简单而应用较多。
煤的主要成分是碳，表面化学性质活泼，孔隙率高、比表面积大，其多孔结构有利于制成活性吸附材料。
在以煤为原料制备活性炭的技术开发方面，德国、日本、美国、俄罗斯和中国已做了大量的研究工作，并取得了一定成果。
2 活性炭的制备方法活性炭的制备方法主要可以分为：碳化法、活化法、碳沉积法、热收缩等方法。
碳化法是将碳质原料置于惰性气氛中，以适当的热解条件得到碳化产品的方法。
其基本原理是基于加热过程中各基团、桥键、自由基和芳环等复杂的分解聚合反应，表现为碳化产物的孔隙发展、孔径的扩大和收缩。
在碳化过程中，碳质原料中的热不稳定组分以挥发分形式脱出，从而在半焦上留下孔隙。
碳化法适用于高挥发分原料，是所有其他方法的基础。
影响碳化过程的主要因素是升温速率、碳化温度与恒温时间。
采用的升温速率一般在5〜15°C/min，碳化温度多在500〜1100°，恒温时间为0.5〜2h。
活化法是将碳质原料置于活性介质中加热平缓处理，以发展其孔径的方法。
其原理是基于碳质原料部分碳的烧失，使封闭的孔得以打开，从而使其孔隙结构得到发展，孔径大小达到所需要的范围。
活性炭的特性，作用原理及其应用活性炭介绍活性炭是以优质椰子壳、核桃壳、杏壳、桃壳为原料，经系列生产工艺精制而成，外观呈黑色颗粒状。
优点是孔隙结构发达，比表面积大，吸附性能强，库层阻力小，化学性能稳定，易再生。
适用于高纯度的生活饮用水、工业用水和废水处理的深度净化脱氯、脱色、除臭和黄金提炼等方面。
活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 是一种极优良的吸附剂, 每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多. 而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成. 其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其結构则为炭形成六环物堆积而成。
由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。
活性炭可由许多种含炭物质制成，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。
其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。
活性炭的制造基本上分为两过程，第一过程包括脱水及炭化，将原料加热，在170至600℃的温度下干燥，並使原有的有机物大約80％炭化。
第二过程是使炭化物活化，这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的，在吸热反应中主要产生由CO及H2组成的混合气体,用以燃烧加热炭化物至适当的溫度（800至1000℃），以烧除其中所有可分解的物质，由此产生发达的微孔結构及巨大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。
活性炭的孔隙按孔径的大小可分為三类。
大孔：半径1000 - 1000000 A。
过渡孔：半径20 - 1000 A。
微孔：半径- 20 A。
由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。
由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。
木质活性炭一般具有最大的孔隙半径，它们用於吸附较大的分子，並且几乎专用于液相中。
在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的，称为木炭。
煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。
在煤质活性炭中，褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径，因此能有效地除去水中大分子有机物。
活性炭的制备及其用途活性炭是一种重要的材料，它具有广泛的用途，如水处理、空气净化、化学品和医药品的生产等。
本文将介绍活性炭的制备方法以及其主要的应用场景。
1. 活性炭的制备方法活性炭是一种由煤、木、果壳、竹子等原料制成的多孔炭质材料。
活性炭的制备通常包括以下几个步骤：（1）原料的选择和预处理选择优质的原料对活性炭的质量至关重要。
常见的原料有椰壳、硬木、竹子等。
对于某些原料，如椰壳，需要进行物理或化学处理来改善其碳化效果。
这些处理包括打粉碎、淘洗、蒸汽处理等。
（2）碳化处理碳化是制备活性炭的关键步骤之一。
碳化是将原料在高温下分解为炭素的过程。
燃料的选择和加热方式对于炭化产率和质量都有影响。
通常，燃料都是由木材、煤等碳质材料制成。
（3）活化处理在活化处理过程中，碳化后的材料被暴露在一定的氧气或水蒸气环境下，产生了孔洞结构和更多的表面积。
这个步骤是制造活性炭的最后一个步骤，也是最重要的步骤之一。
2. 活性炭的主要应用（1）水处理活性炭广泛用于水处理，尤其是用于净化饮用水和废水。
活性炭能够去除水中的杂质、氯、臭味和有害物质。
活性炭在水力循环中也可以起到减轻水污染和重新利用的作用。
（2）空气净化活性炭被广泛应用于加强空气质量和减轻不良气味的烦扰。
它可以去除空气中的气味和有害物质，例如吸烟的烟雾、化学物质和细菌。
（3）医药生产医药生产中的活性炭主要用于制备碳酸氢钠和多个药物的制备。
活性炭的物理和化学特性使其成为一种非常重要的药物制备辅材料。
（4）防毒活性炭的亲吸性能可以帮助去除毒素和有害化学品。
它被广泛应用于个人防护装备中，如面具、防护服和手套等。
（5）化学工业活性炭可以用作吸附剂、催化剂和电解质的载体。
它还被用作一种填充和調节剂，例如涂料、合成橡胶和塑料等。
总的来说，活性炭是一种重要的材料，它在许多领域都有着广泛的应用。
不同的制备方法和应用场景可以为它带来不同的特性，因此科学家可以根据其所需的特性来制备不同种类的活性炭。
活性炭的制备及其吸附性能研究
活性炭是一种具有特殊的物理化学性质的吸附材料，被广泛应用于水处理、空
气净化、食品和制药等行业。
其制备方法千姿百态，下面我们介绍一种主要的制备方法并探讨其吸附性能。
活性炭的制备方法
制备活性炭有几种方法，各自有其优缺点，但是最常用的方法是炭化和活化两
个步骤。
其中炭化使原料的有机物部分转变为高比表面积和微孔率的无机碳，而活化则是在炭化后的原料表面针对不同的有机物进行酸碱处理，使其表面生成一定数量和分布的孔洞，从而增加其吸附能力。
1.炭化
炭化需要高温环境，一般是800-1200℃，制备活性炭的原料可以是木材、煤炭、竹子、椰壳等。
其中，椰壳制备的活性炭由于纤维方向性好、纤维直径<0.5mm，
较适宜制备加工复杂的制品。
炭化的最后要点是冷却，过快的冷却可能使原料结构熔化，破坏孔道而降低活性炭比表面积和孔洞率。
2.活化
一般来说，活化方式可以分为两种：化学和物理。
化学活化主要采用氢氧化钾
或硫酸等强酸碱，物理活化则采用高温蒸汽或二氧化碳等，物理活化产生的孔洞较多且稳定，但活化时间比化学活化长。
吸附性能的研究
活性炭作为一种吸附材料，其吸附能力受到诸多因素的影响，如孔径分布、比
表面积、物理化学性质等。
为研究其吸附性能，我们需要设计一系列实验，做出相应的测试。
1.吸附物性质
吸附能力来源于活性炭表面功能团的化学结构，而功能团种类又决定了吸附物
的化学性质。
了解吸附物的物理化学特性，可以有针对性的合成制备对应的活性炭，并对其吸附性能进行评估。
2.吸附平衡
吸附平衡是指吸附物在活性炭表面和液体相的浓度达到动态平衡的状态。
通过
对吸附剂浓度的变化情况进行测试，可以获得吸附容量定量数据，可以对研究对象材料优化提供帮助。
3.吸附动力学
吸附动力学研究的是吸附物在活性炭内部的扩散和传质过程，这个过程会随着
温度和液体流速的变化而有所不同。
研究吸附动力学不仅可以扩大理论知识，也能为生产提供实际应用指引。
结语
总之，活性炭的制备方法多种多样，相应的吸附性能也会有所不同。
对研究对
象材料的认识和分析将决定实验受试对象。
我们可以根据需要，设计不同的实验研究活性炭的吸附性能，这将为科学家更加深入的剖析活性炭及其制备方法提供一定的帮助，同时也能为工程设计和实际生产应用创造更多的机会和效益。
