➢ 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，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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  的气体和化学活化中的化学物质相结合共 同对炭材料来活化，使炭材料具备发达 孔隙结构的方法，这种办法能够得到性能 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。

  制备活性炭的原材料十分普遍，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 能解决城市中部分废弃物的处理问题， 具备极其重大环保意义，并能创造出一定的经 济效益

  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，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 。

  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。

  ➢ 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：

  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。

  一定温度条件下，一定四氯化碳蒸汽浓度通过活性炭床层， 60min/15min 饱和

  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，微孔逐步扩大 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。

  水分、灰分、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 ％ ➢ 装填密度 100ml量筒 g/cm3 ➢ 漂浮率 液相漂浮 %

  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

  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 的电极方向挪动(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)。