在鸿宇活性炭厂进行的一系列热解自活化制备不同原料活性炭研究中，最值得一提的是在不添加任何活化气体或化学试剂的情况下，研究直接热解活化法制备了孔结构和吸附性能优良的椰壳活性炭。实验人员从以下几个方面探讨了不添加活化剂热解自活化制备椰壳活性炭的机理。

　　采用TG-MS联用分析仪对椰壳热解失重过程和产生的热解气组分进行分析，研究椰壳热解行为和热解气组分造孔机理。椰壳原料的热解过程主要是组成生物质原料的纤维素、半纤维素和木质素3大部分的热解过程。200一800℃之间包含了椰壳3大组成部分的热解最激烈的过程以及热解之后挥发分逸出的平缓失重过程。研究认为，椰壳组织内存在着多种有机官能团，这些官能团在不同的温度下开始热分解。椰壳热解可大致分为如下几个阶段进行:

　　150℃左右，脱出椰壳中以物理方式吸附的水;

　　150-240℃，通过轻基缩合反应脱出结构中的水;

　　240-400℃，为键的断裂、解聚反应，以及环结构单兀之间C一O， C一C键的断裂过程，因此在该阶段反应开始析出大量挥发性物质及焦油，同时伴有强烈的放热现象:

　　400-900℃，为上述各阶段产物芳构过程，且仍有少量挥发性物质析出。

　　热解自活化法制备微孔型椰壳活性炭试验中，椰壳原料在室温至240℃之间，有少量的失重，这是由于自由水和结合水的损失;240~400℃范围是质量损失主要阶段，这一阶段内，椰壳中纤维素和半纤维素发生快速热解，化学键断裂形成大量挥发性物质。400- 800℃阶段，质量减少缓J漫，主要是前一阶段的固体产物发生芳构化反应，析出少量的挥发性物质。

　　椰壳热解过程中产生热解气包含H2O、 CO2、CO、 H2、 CH4等气体，这些气体大多可作为活性炭物理法气体活化剂。其中，H20是在热解初期原料中的结合水蒸发产生，CO、 CO2等不可凝性气体是由一些官能团断裂产生，CO2被认为是椰壳各组分低温炭化的结果，CO是因为热解过程中挥发分中的一些带梭基、揣基的分子高温段的重整和异构化所产生。椰壳内的芳香烃环的断裂和重整反应会产生H2，高温时挥发分的二次裂解会加剧H2的释放。同时，椰壳内部含有的甲氧基官能团键能较低，在低温时便可裂解重组，释放出CH4，高温时挥发分中的业甲基团裂解亦会增加CH4的产量。首先，在系统高温密闭的条件下，热解气体从椰壳原料内部强制逸出，会留下细孔道;其次，热解气可作为活化气与固体炭反应，发生活化造孔;同时，残留在固体炭中未炭化物在高温下发生芳构化反应，形成多孔的炭微晶。

　　本实验利用质谱分析仪对椰壳热解过程产生的气体组分进行在线检测，得到热解过程逸出气体主要为水蒸气、CO2和少量的CH4、 C2H6等。热解过程不断产生的H20和CO2作为活化剂与炭发生活化反应，反应器内部和原料吸附的氧气作为活化助剂参与热解过程的自活化反应。

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