pg电子平台活性炭吸附特性不仅和它的孔结构有 关，而且与它的化学组成也有密切关系。活 性炭所含主要元素是碳，一般含量在90%95% 左右。氧和氢大部分是以化学键和碳原子相 结合形成有机官能团，氧含量为4%-5%，氢 含量在1%-2%左右。

　　在制备活性炭的活化反应中，微孔进一步扩 大形成了许多大小不同的孔隙，孔隙表面一部分 被烧掉，化学结构出现了缺陷或不完整，此外由 于灰分及其他杂原子的存在，使活性炭的基本结 构产生缺陷和不饱和键，使氧和其他杂原子吸附 于这些缺陷上与层面和边缘上的碳反应形成的各 种键，以至形成各种表面功能基团，因而使活性 炭产生了各种各样的吸附性能。

　　KOH的活化机理 立本英机曾研究过KOH与石 油焦的混合物加热升温时所 产生的气体组成，所得结果 如图所示。 300℃左右开始产生大量的水 蒸气 400℃左右时，气体产物中开 始出现氢气和甲烷，大于 500℃时，才出现少量CO与 CO2，这一点与水蒸气活化 时气体产物的组成中存在大 量CO和CO2是大不相同的。

　　制备活性炭的原材料非常广泛，主要可 分为三大类：植物类、矿物类和树脂类。 植物类原材料有：木材、果壳、农业废弃 物等；矿物类原材料有：煤、石油焦等； 树脂类原料主要有：酚醛树脂等。对煤焦 油、废旧轮胎等工业废弃物进行适当处理 也可以生产出具有一定吸附能力的活性炭， 还可以解决城市中部分废弃物的处理问题， 具有重要环保意义，并能创造出一定的经 济效益

　　气体产物中主要成分是H2，仅观察到极少量的CO、 CO2、CH4及焦油状的物质。活化过程中选择性反应消耗 掉的碳主要生成了K2CO3，选择性反应的结果使产物具有 发达的孔隙结构和很大的比表面积。

　　1.高纯氮, 2.氮气减压阀, 3.气体转子流量计, 4.活化炉, 5.活化釜, 6.热电偶, 7.控温仪, 8.尾气处理装置 活性炭的制备装置

　　①在300 K -470 K温度范围内脱水； ② 470 K-770 K时初步热解，大部分气体和焦油挥发出来，形成基本 炭框架； ③770 K-1120 K时炭架结构强化，并有微小失重。随着炭化温度升 高，烧失率显著增加，同时颗粒也在收缩，炭化料堆密度略有降低 。

　　物理活化法 用合适的氧化性气体（水蒸气、二氧化碳、氧气 或空气）对炭化物进行活化处理，通过开孔、扩 孔和创造新孔pg电子平台，形成发达的孔隙结构。一般活化 过程中发生如下反应： CH2O=H2CO（△H=117KJ/mol） CCO2=2CO（△H=159KJ/mol） 通过上述两反应消耗碳原子，从而创造出丰富的 微孔。

　　炭化可以去除小分子有机物及挥发分，得到适宜于 活化的初始孔隙和具有一定机械强度的炭化料。炭 化实质是原材料中有机物的热解过程，包括热分解 反应和缩聚反应。 F.Rodriguez-Reinoso 认为，植物类原材料(如椰壳、 橄榄核等)的炭化过程可大致分为三个阶段：

　　当温度上升到800℃左右时，反应体系中 出现金属钾蒸汽（金属钾的沸点为762℃）， 这是由于高温下，K2O被H2或碳还原的结 果。显然金属钾的蒸汽不断的挤入已生成的 微孔和石墨微晶的层间还会继续对活性炭起 催化活化作用。

　　活化过程中，活化剂首先会选择原料煤 中非碳原子（灰分）和一些活性较强的无 序碳进行反应，形成初步的微孔结构。随 着活化的进行，除了生成新的微孔以外， KOH还可通过刻蚀已形成的微孔壁上的碳 原子而起到扩孔作用。因而孔径分布逐渐 变宽，孔容增大。

　　对活性炭的吸附性质产生重要影响的化学基团主 要是含氧官能团和含氮官能团。 Boehm等又把活性炭的表面官能团分成三组：酸 性、碱性和中性。酸基团为羧基（－COOH）、羟 基（-OH）和羰基（-C＝O）；碱性基团为-CH2或CHR基；-CH2或-CHR基能与强酸和氧反应；中性 基团为醌型羰基。

　　物理-化学联合活化法 物理-化学联合活化法就是将物理活化中 的气体和化学活化中的化学物质相结合共 同对炭材料进行活化，使炭材料具有发达 孔隙结构的方法，这种方法可以得到性能 较高的活性炭材料。采用物理-化学联合活 化法可以制备具有较高中孔率的HSSAAC。

　　水分、灰分pg电子平台、挥发份、固定碳、强度（耐磨、 抗碎）等。 强度 旋转、打击组合 耐磨、抗碎 ％

　　不同碱炭比下活性炭的收率、 不同碱炭比下活性炭的收率、表观密度及吸附性能

　　在体系外部加上电场 时，带电的固体颗粒 便向着与其电荷相反 的电极方向移动(电 泳)。此时，在双电 层上形成了从颗粒表 面开始的一至几个分 子层的固定层，固定 在表面上并与颗粒一 起移动。处于其外侧 的液体称作移动层， 不固定在颗粒的表面 上而停留在原处。该 面定层与移动层的境 界面称作滑动面；此 滑动面勺远离颗粒表 面的均匀的溶液本体 之间的电位差，便是 泽塔电位(ζ电位)。

　　不同用量的活化剂所制活性炭的N2吸附等温线 不同用量的活化剂所制活性炭的 吸附等温线

　　采用Boehm滴定法，可以对活性炭的表面含氧 官能团进行定量分析。一般认为NaHCO3仅中和炭 表面的羧基，Na2CO3可中和炭表面的羧基和内酯 基，而NaOH可中和炭表面的羧基、内酯基和酚羟 基。根据碱的消耗量的不同，可以计算出相应官 能团的量。

　　物理活化的影响因素 活性炭的孔隙率除了与制备活性炭的原材料性质 有关外，还与炭化、活化条件（如炭化温度、炭化 时间、活化温度、活化时间、等）有着密切的关系。 利用物理活化法制备HSSAAC时往往添加催化剂 进行催化活化。如日本专利采用过度金属化合物作 催化剂，不仅减少了反应时间，而且获得了比表面 积达到2000～2500m2/g的HSSAAC。有代表性的过 渡金属化合物有Fe(NO3)3、Fe(OH)3、FeBr3、 Fe2(SO4)3、Fe2O3、Ni(NO2)2、Co(NO2)2等。

　　化学活化法 化学活化法就是将化学药品加入原料中， 然后在惰性气体的保护下进行加热，同时进 行炭化和活化的一种方法。 常用的活化剂有碱金属、碱土金属的氢氧 化物，无机盐类以及一些酸类pg电子平台，目前应用较 多、较成熟的化学活化剂有KOH、NaOH、 ZnCl2、CaCl2、H3PO4等，其中以KOH作为 活化剂制得的活性炭吸附性能最优异 。