高比表面积活性炭制备和应用现状.pdf

第4l卷 第 11期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．41 No．11 2012年 11月 Technology ＆DevelopmentofChemicalIndustry NOV．2O12 高比表面积活性炭的制备及应用现状 段延萍 (贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550025) 摘 要 ：综述了高比表面积活性炭制备的主要研究成果，分析了各种高比表面积活性炭制备方法的优缺点，并 指出今后的研究方向。介绍了高比表面积活性炭在燃料存储、超级电容和催化载体等方面的应用。 关键词：高比表面积活性炭；制备方法；应用现状 中图分类号：TQ424．1 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2012)11—0035．04 高比表面积涪I生炭是一种商陛能活性炭材料，它 原料，CO，为活化剂，活化 9h制备出比表面积2874 。 具有比表面积巨大(2000m2·g-)、孔隙发达、孔径 m g·-，总孔容 1．27em。g· 的活性炭。V．M．Gun’ko 分布集中、选择性高、吸附容量大等优点，除可替代普 等 [41以酚醛树脂为原料，CO活化制备出比表面积 通活性炭更有效地应用于环境保护、气体分离、空气 高达3463m ·g～，烧失率为86％的活性炭。为了缩 净化等诸多传统领域外，还广泛用作双电层电容器的 短活化时间又制备出高性能的活性炭，苏伟 采用 电极材料、催化剂载体、储氢及天然气储存原料等，另 水蒸汽和CO 的混合气作为复合活化剂，在9o0℃， 外，还与膜分离、化工分离、分析传感器和生物机体及 累计活化 10h制备出比表面积高达2753m ·g 的 溶剂回收等领域结合起来，发挥了举足轻重的作用。 椰壳活性炭，但活性炭的烧失率为93％。褚效中等 [61 因此，对高比表面积活性炭的开发研究成为人们的研 也运用水蒸汽和二氧化碳复合活化剂在4h内制备 究热点。常用于高比表面积活性炭制备的方法有物 了表面积为2162．84m ·g-，孔径分布 1．1—2．5nm的 理活化法、化学活化法以及物理 一化学联合活化法， 高比表面积活性炭。 各种方法都有各 自的优势与不足之处。本文对国内 物理活化法的优点在于生产工艺简单、清洁，不 外高表面积浯’l生炭的制备研究现状予以综述，并简介 存在腐蚀设备和污染环境的问题。不足是活化温 了高比表面积潘眭炭的应用现状 。 度较高，能源耗量大，活化周期长，活性炭烧失严重。 如何加快反应速度 ，缩短反应时间，降低反应能耗， 1 高比表面积活性炭的制备方法 并从微观的角度去分析微孔的形成机理，是开发物 1．1 物理活化法 理法活化工艺的关键。 物理活化法是将含碳材料与水蒸汽、CO，等气 1．2 化学活化法 体活化剂进行反应制备活性炭的方法。其中H0 化学活化法是将原料与化学试剂混合 ，在惰性 的分子尺寸小，扩散速度快，在较高的活化温度下， 气体的保护下加热，碳化、活化一步完成制备活性 水蒸汽活化的反应速率较快，反应难以控制；CO 的 炭的方法 。该法具有活化时间短、活化反应易控 分子尺寸大，扩散速度慢，反应可控 。因此，实验室 制、产物比表面积大等特点，已成为现今商l生能活性 中多采用二氧化碳为活化剂制备高比表面积活性 炭的主要制备方法。常用的活化剂是KOH、ZnC1， 炭，但活化时间较长。 和HPO，对应常用的3种化学活