活性炭的活化方法-物理活化法

活性炭是一种多孔吸附材料，具有吸附能力强、孔隙发达、比表面积大、耐热、耐酸、耐碱等优点，活性炭在使用后能够再生，因此被广泛应用于食品、医药、卫生、工农业及环境保护等领域，在保护人类生态环境中发挥愈发重要的作用。活性炭经高温炭化、活化、精制加工而成。具有比表面积大、强度高、粒度均匀、孔隙结构发达、吸附性能强等特点。能有效吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物以及其他有机污染物等，在制药、石油化工、制糖、饮料等行业对有机物溶剂的脱色、精制、提纯及污水处理存在广泛的应用价值。

活性炭的活化方法有物理活化法和化学活化法。物理活化法先将试验原料炭化，再在800℃以上保温通入水蒸气或二氧化碳气体对炭化样进行活化。在高温条件下，水蒸气和二氧化碳气体均为温和氧化剂，炭材料中C原子会与活化气体结合并以CO＋H2或CO的形式逸出，失去C原子后的炭材料形成孔隙结构，具有较大的比表面积。物理活化法相比于化学法需要更高活化温度和更长活化时间，因此物理活化法耗能更多、成本更高。然而在实际工业生产过程中，物理活化法应用更加普及，这是由于化学活化法制得的活性炭被活化剂污染需要后续处理步骤，所需投资大于物理活化法。水蒸气活化法是通过水蒸气直接与炭材料中的C原子反应来扩大原有孔径；而二氧化碳活化法是在原炭材料上进行开孔、扩孔、创造新孔以增加活性炭比表面积。给定活化温度时二氧化碳活化反应速度低于水蒸汽，这是由于二氧化碳分子直径大于水分子，其在炭颗粒孔道内扩散速度较慢，令二氧化碳与微孔表面C原子的接近受到限制。因此，二氧化碳活化反应温度比水蒸气高，需要850-1100℃。