活性炭如何制作

一、物理活化法

物理活化法，又稱氣體活化法，是一種通過高溫處理和氣體活化來制備活性炭的方法。其步驟如下：

破碎與篩分：將含碳原料進(jìn)行破碎和篩分，去除雜質(zhì)和粉屑，確保原料的粒度均勻。

炭化處理：將破碎后的原料放入炭化爐中進(jìn)行高溫處理，通常在400~900℃的溫度范圍內(nèi)，使原料中的有機(jī)物被碳化，形成初步的炭化料。

活化處理：將炭化料放入活化爐中，在800~1000℃的高溫下與水蒸氣、煙道氣（水蒸氣、CO2、N2等的混合氣）、CO或空氣等活化氣體接觸，進(jìn)行活化反應(yīng)?；罨^程中，碳化料與活化氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新的孔隙結(jié)構(gòu)，從而增加活性炭的比表面積和吸附性能。

除雜與破碎：活化后的活性炭可能含有一些雜質(zhì)，需要進(jìn)行除雜處理。同時，為了滿足不同應(yīng)用需求，還需要對活性炭進(jìn)行破碎和篩分，以獲得不同粒度的產(chǎn)品。

二、化學(xué)活化法

化學(xué)活化法是一種利用化學(xué)藥劑對含碳原料進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)化為活性炭的方法。其步驟如下：

原料準(zhǔn)備：選擇適當(dāng)?shù)暮荚?，如木質(zhì)、煤質(zhì)或石油焦等。

化學(xué)藥劑處理：將原料與化學(xué)藥劑（如磷酸、氯化鋅、氫氧化鉀等）均勻混合。這些化學(xué)藥劑在活化過程中起到侵蝕溶解纖維素、促進(jìn)孔隙生成的作用。

炭化與活化：將混合后的原料進(jìn)行炭化和活化處理。炭化過程通常在較低的溫度下進(jìn)行，以去除原料中的揮發(fā)分和有機(jī)物?；罨^程則在較高的溫度下進(jìn)行，使原料與化學(xué)藥劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成活性炭。

回收與漂洗：活化后的產(chǎn)物需要進(jìn)行回收和漂洗處理，以去除殘留的化學(xué)藥劑和雜質(zhì)。

烘干與研磨：將漂洗后的活性炭進(jìn)行烘干處理，然后研磨成粉狀或粒狀產(chǎn)品。

活性炭制作原理

1、炭化

炭化是將含碳原料（如木材、煤、果殼等）在隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫加熱，使原料中的非碳成分揮發(fā)掉，留下以碳為主體的炭化產(chǎn)物。炭化過程通常在幾百攝氏度的溫度下進(jìn)行，得到的炭化產(chǎn)物比表面積相對較小，一般只有每克幾十平方米左右。

2、活化

活化是將炭化產(chǎn)物進(jìn)一步處理，以形成發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積。活化過程可以通過物理方法（如氣體活化法）或化學(xué)方法（如化學(xué)活化法）進(jìn)行。

氣體活化法是利用水蒸氣、二氧化碳等氣體在高溫下與炭化產(chǎn)物反應(yīng)，形成孔隙?；瘜W(xué)活化法則是利用活化劑（如氯化鋅、磷酸等）在高溫下與炭化產(chǎn)物反應(yīng)，產(chǎn)生孔隙?；罨蟮幕钚蕴烤哂形⒖?、中孔和大孔等多種孔隙結(jié)構(gòu)，微孔直徑大多在2～50nm之間，每克活性炭的表面積可達(dá)500～1500m2甚至更大。

活性炭的化學(xué)方程式

一般的化學(xué)方程式為：C6H10O5(木材或其他有機(jī)物) + heat(高溫) = C(炭) + H2O + CO2

活性炭制作注意事項

1、原料選擇與處理

選擇合適的原料，如木材、果殼、煤等，確保原料無污染且硬度、孔隙度適中。將原料破碎、研磨成粉末狀，并進(jìn)行篩分，去除雜質(zhì)和不符合要求的顆粒。

2、活化過程控制

精確控制活化溫度和時間，避免原料燒焦或過度活化，影響孔隙度和吸附能力。選擇合適的活化方法，如物理活化或化學(xué)活化，根據(jù)具體需求進(jìn)行。

3、冷卻與后續(xù)處理

活性炭在高溫下制備完成后，需要采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方式，避免過快或過慢的冷卻速度影響炭的孔隙結(jié)構(gòu)。洗滌去除雜質(zhì)和未活化的部分，然后進(jìn)行干燥處理，確保活性炭達(dá)到一定的含水率。

4、安全防護(hù)與環(huán)境保護(hù)

在制備過程中，應(yīng)佩戴呼吸防護(hù)裝置，做好實驗室通風(fēng)工作，防止有害氣體和碳黑對人體和環(huán)境造成危害。產(chǎn)生的廢水、廢氣等應(yīng)妥善處理，避免對環(huán)境造成污染。