超級活性炭是一種極具潛力的吸附材料,在天然氣存儲、雙電層電容器、吸附分離、催化等諸多方面有著廣闊的應(yīng)用前景。制備超級活性炭的方法主要有化學(xué)活化和物理活化兩種。以KOH為代表的化學(xué)活化可以在較短時間內(nèi)得到超級活性炭,但在生產(chǎn)過程中洗滌廢水的處理、設(shè)備腐蝕等問題大大限制了其進(jìn)一步的發(fā)展。物理活化工藝簡單、清潔,但是需要幾十小時,如何提高反應(yīng)速率、縮短反應(yīng)時間成為開發(fā)物理活化工藝的關(guān)鍵。20世紀(jì)80年代,美國已在工業(yè)化設(shè)備上用石油焦和煤制成了高表面積的活性炭,它的表面積達(dá)3000㎡/g以上,也稱超級活性炭。由于它優(yōu)異的吸附性能,可以應(yīng)用到高性能吸附系統(tǒng)。日本Kansai也開發(fā)出這種高表面積活性炭Maxsorb,當(dāng)然,炭材料的幾何表面積的最大值。按石墨結(jié)構(gòu)的單層假設(shè)理論求出為2622㎡/g,因此30000㎡/g這么大的表面積不是真實的幾何表面積,其原因可由BET曲線圖解釋,對于活性炭微孔材料,由于發(fā)生微孔充填取代表面多分子吸附。有關(guān)文獻(xiàn)介紹了幾種超級活性炭的性能。
以MCMB為原料,利用KOH活化法制備出了比表面積為4000~5000㎡/g,苯吸附值為850mg/g、亞甲基藍(lán)吸附值為620mL/g的超級活性炭。該法生產(chǎn)成本較高、工藝復(fù)雜,腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境等使其應(yīng)用受到了限制。若KOH活化法解決了上述問題,將會有較好的應(yīng)用前景。此外,超級活性炭的制備還需從原料選擇及預(yù)處理,制備工藝條件優(yōu)化,產(chǎn)品改性方面進(jìn)行探索研究。
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