近年来,很多研究者在寻找合适的活化方法和低成本的原材料,并成功的制得具有一定吸附能力的活性炭产品,以KOH活化法生产活性炭最为成功。
KOH为活化剂制备超大比表面积活性炭的技术最初由美国AMOCO公司开发的,后由Anderson Development公司商业化生产,以石油焦为原料1制备出比表面大于2500m2/g的超级活性炭。日本关西热化学株式会社生产的超级活性炭商品名为MAXSORB,也是用KOH活化石油焦制备而成,其比表面积可达到2800-3200㎡/g。日本的音羽利朗将石油焦原料在400℃下进行脱水处理,利用KOH为药剂在600℃-800℃下活化获得了比表面大于3000㎡/g的超级活性炭。口本大阪煤气公司通过KOH活化中间相炭微珠,制得了比表面积高达4000㎡/g的超级活性炭。我国对超级活性炭的制备及研究工作起步较晚,1993年至1998年中国科学院山西煤化所分别采用中间相沥青、氧化沥青和石油焦为原料,以KOH为活化剂,制得了比表面积为2000-4000㎡/g的超级活性炭。1996年许斌等以KOH活化法制得了比表面积高达3500㎡/g的中间相沥青活性炭,总孔容2.11cm³/g,孔径主要集中于1~4nm范围内,平均孔径2.6nm左右,苯吸附值为1610mg/g 。1996年大连理工大学张晓听等分别以活化核桃壳和石油焦为原料,以KOH为活化剂,在900℃和800℃下制得了比表面积为2800㎡/g和2200㎡/g的超级活性炭。1997年刘洪波等采用KOH活化法,制得了比表面积大于3200㎡/g的石油焦基超级活性炭,其碘吸附值大于2700mg/g苯吸附值为1480 mg/g。
椰壳在我国南方、东南业及非洲资源十分丰富,天然结构致密、材质纯净,是一种很好的活性炭原料,相对于常用的制备超级活性炭的炭气凝胶、碳纤维、树脂、石油焦等化石原料,具有廉价易得、资源可再生等特点,在成本上有较大的优势。区别于直接以鲜椰果壳原料,本研究采用已炭化除去大部分有机物的椰壳炭化料为起始原料,具有固定炭含量高、结构更稳定、细胞腔之间已初步形成孔道等特点,KOH药剂容易充分浸入,因此,以较少的药剂用量,与椰壳炭干法混合,控制活化工艺条件可制备出微孔发达的超大比表面积活性炭。
选择海南文昌县产的的椰壳炭化料作为实验原料,KOH为活化剂,通过调控KOH与椰壳炭化料的混合比、活化温度及活化时间,制备出比表面积大(3326㎡/g,孔径分布窄(集中于1.5-2.5nm的微孔),吸附性能高(碘吸附值2500mg/g,业甲基蓝吸附值675mg/g)的超级微孔活性炭,该产品附加值高,在天然气储存和超级电容器电极材料领域有广泛的应用前景。
更多与KOH活化法制备微孔型超级椰壳活性炭相关的文章:
微孔型超大比表面积活性炭的制备技术研究
热解自活化法制备微孔型椰壳活性炭
合成高比表面积活性炭研究
活化法调控活性炭孔结构调控技术