对活性炭孔结构、微晶结构、吸附性能间的关系研究,可以确定活性炭具有各向同性、非石墨化、无定形炭含量多的结构特征;结合有机物炭化路径的研究,表明制备特定活性炭的根本途径在于控制原料的炭化过程,使炭化物成为各向同性、难石墨化、无定形炭结构为主的碳素前驱体。
在制备过程中调节活性炭的孔结构有时也有一定的局限性。在活化过程中孔隙的形成和孔径的扩展是同时进行的,如活化炭纤维,炭纤维基体微晶间隙中的活泼碳原子首先被刻蚀成孔,随着活化反应的进行,已有的孔隙继续被刻蚀,从而形成较大的孔,因此活化法很难达到定向控制孔径目的,鸿宇活性炭厂采用化学气相沉积法(CVD)以异丙醇为溶剂将催化剂有效地分散在活性炭纤维较大的微孔上,使其成为积炭的活性位,从而将活性碳纤维的孔径调控在分子筛孔径效应范围内。通过选择合适的催化剂及溶剂,以化学气相沉积的方法基本实现了对活性碳纤维中较大微孔进行调控的目的。
活性炭的最终性能受原料特性和制备过程的共同影响,因而选用不同的原料或改变制备条件都可调节活性炭的性能,其中,原料特性的影响是第一位的。以煤为原料制备活性炭,煤岩成分、矿物质的种类、元素组成、变质程度等煤本身的特性,基本上决定了产物的微晶结构、孔结构,进而决定了活性炭的吸附性能。
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