化学活化法是通过将化学试剂嵌入炭颗粒内部结构,经历一系列的交联缩聚反应形成微孔。化学活化可一步进行,即直接升温到 700℃左右进行活化。在活化前,先将活化剂水溶液与原料以一定比例浸渍一段时间,烘干后再放入惰性气氛中升温进行活化。活化剂与原料的浸渍比是影响活性炭性能的一个重要因素,因此可以通过控制浸渍比以及不同的活化温度来制备所需的活性炭。化学活化法制得的活性炭产率高,而且其孔隙结构比物理活化法更加发达。按活化剂不同分ZnCl2法、KOH法、H3PO4法.相对于物理活化,化学活化有以下优点:化学活化需要较低的温度,活化产率高,通过选择合适的活化剂控制反应条件可制得高比表面积活性炭.但化学活化对设备腐蚀性大,污染环境,其制得的活性炭中残留化学药品活化剂,应用受到限制. 以 KOH作为活化剂为例, 原料破碎→与KOH混合→低温脱水(200~500℃)→高温活化(600~800℃)→酸洗→热水洗→蒸馏水洗→干燥→产品 在300~600℃时主要发生分子交联或缩聚反应,该阶段除一些非碳元素挥发出来外,焦油类物质的挥发是失重的主要原因。KOH的加入,抑制了焦油的生成,提高了反应收率。同时,KOH的加入,使得活化反应的实际温度降低了大约100℃,即在540℃左右就可反应。在此温度下,KOH的加入也加快了非碳原子N、H等的脱除,KOH活化反应成孔机理就是通过KOH与原料中的碳反应,把其中的部分碳刻蚀掉,经过洗涤把生成的盐及多余的KOH洗去 ,在被刻蚀的位置出现了孔。这一过程主要发生以下反应: 4KOH+—CH2 在KOH活化法制备活性炭时,活化后的洗涤是关键。未洗时,产品的孔很少。先后经过酸洗、热水洗、蒸馏水洗,把产品中的非本体物质洗去,它们原来占据的空间就形成了孔. 因此,尽管洗涤比较麻烦,但一定要反复洗涤,直到洗干净为止。 |