活化:
賦予炭顆?;钚?,使炭形成多孔的微晶結(jié)構(gòu),具有發(fā)達(dá)的表面積的過程稱為活化過程?;罨椒ㄍǔS腥N,即化學(xué)藥品活化法、物理化學(xué)聯(lián)合活化法和物理活化法
(1)化學(xué)藥品活化法:
即將含碳原料與化學(xué)藥品活化劑混捏,然后炭化、活化制取活性炭。藥品有ZnCl2,H3PO4,K2SO4及K2S等。
(2)物理化學(xué)聯(lián)合活化法:
一般先進(jìn)行化學(xué)藥品活化,然后進(jìn)行物理活化。由物理活化法特別是用水蒸氣活化制成的產(chǎn)品,微孔發(fā)達(dá),對氣相物質(zhì)有很好的吸附力,當(dāng)然也可以通過控制炭的活化程度而用于液相吸附;由化學(xué)藥品活化法制得的活性炭次微孔發(fā)達(dá),多用于液相吸附。
(3)物理活化法(氣體活化法):
在活化過程中通入氣體活化劑如二氧化碳,水蒸氣,空氣等。
活化反應(yīng)通過以下三個階段最終達(dá)到活化造孔的目的:
第一階段:開放原來的閉塞孔。即高溫下,活化氣體首先與無序碳原子及雜原子發(fā)生反應(yīng),將炭化時已經(jīng)形成但卻被無序的碳原子及雜原子所堵塞的孔隙打開,將基本微晶表面暴露出來。
第二階段:擴(kuò)大原有孔隙。在此階段暴露出來的基本微晶表面上的碳原子與活化氣體發(fā)生氧化反應(yīng)被燒失,使得打開的孔隙不斷擴(kuò)大、貫通及向縱深發(fā)展 。
第三階段:形成新的孔隙。微晶表面上的碳原子的燒失是不均勻的,同炭層平行方向的燒失速率高于垂直方向,微晶邊角和缺陷位置的碳原子即活性位更易與活化氣體反應(yīng)。同時,隨著活化反應(yīng)的不斷進(jìn)行,新的活性位暴露于微晶表面,于是這些新的活性點(diǎn)又能同活化氣體進(jìn)行反應(yīng)。微晶表面的這種不均勻的燃燒不斷地導(dǎo)致新孔隙的形成。
隨著活化反應(yīng)的進(jìn)行,孔隙不斷擴(kuò)大,相鄰微孔之間的孔壁被完全燒失而形成較大孔隙,導(dǎo)致中孔和大孔孔容的增加,從而形成了活性炭大孔、中孔和微孔相連接的孔隙結(jié)構(gòu),具有發(fā)達(dá)的比表面積。