各種活性炭加工生產工藝是碳化活化改性成型

生物質炭化通常在緩慢的升溫速率和相對較低的溫度下發(fā)生，包括熱解炭化、水熱炭化、微波炭化等，目前工業(yè)上以氣相熱解炭化為主。炭化過程中，生物質主要是通過發(fā)生脫水、脫揮發(fā)分、解聚、降解和異構化等一系列熱解反應脫除大部分氧元素、部分碳氫及微量元素。通常，生物質原料中纖維素和半纖維素主要是通過糖苷鍵斷裂生成液態(tài)產物和固態(tài)炭，而木質素主要通過醚鍵斷裂、支鏈脫除和脫水、再聚合等過程轉化為固態(tài)炭和小分子氣體等。

各種活性炭加工生產工藝是碳化活化改性成型，活性炭的吸附性能主要取決于其孔隙結構和表面化學基團特性，因此對炭化料的活化處理十分重要?；罨ǔ２捎梦锢砘罨⒒瘜W活化和物理-化學耦合活化等方法。物理活化法是以二氧化碳、水蒸氣、空氣等作為活化氣體，通過活化處理使炭化料原有的閉塞孔打開、已打開的孔隙擴大，同時創(chuàng)造出新孔，形成更發(fā)達的孔隙結構。物理活化法工藝流程相對簡單、環(huán)境負荷小且易于大型機械化生產?；瘜W活化法是利用磷酸、氫氧化鉀、氯化鋅等作為活化試劑，混合浸漬炭化料后通過化學反應過程增加活性炭孔隙結構?；瘜W活化法制得的活性炭孔隙結構較發(fā)達，比表面積大且得率高，但活性炭產品會需要經過洗滌處理以去除殘留的活化試劑。物理化學耦合活化法是一種將化學活化法與物理活化法相結合的一步式活化法，即先用活化試劑浸漬原料，促進原料內部形成輸送活化氣體的通道，然后在高溫下通入氣體進行物理活化，實現兼具物理和化學過程的綜合活化。物理化學耦合活化法可有效調控活性炭孔隙結構，減少化學活化劑的用量、降低活化處理溫度，集成了物理活化法和化學活化法的優(yōu)點，但工藝相對復雜。

各種活性炭加工生產工藝是碳化活化改性成型，活性炭改性是為了進一步提高其選擇性吸附性能，主要包括物理改性和化學改性方法。物理改性主要包括高溫熱處理改性和微波改性，而化學改性包括酸堿改性、氧化改性、還原改性、金屬負載改性和等離子體改性等。目前應用較多是酸改性，可以顯著提升活性炭表面的酸性官能團數量，增大對特殊物質的吸附能力。活性炭改性領域有較廣的發(fā)展空間，如針對空氣等氣相環(huán)境中特定有機揮發(fā)物、水中重金屬等物質的定性吸附改性等。此外，采用多種手段復合改性可以使活性炭同時吸附兩種或多種不同種類的污染物，增加活性炭的利用率。通過不斷探索改性新技術可以促進活性炭在更多領域實現廣泛應用。

各種活性炭加工生產工藝是碳化活化改性成型，經炭化、活化和改性后制備的活性炭產品種類繁多，根據其外觀、尺寸、形態(tài)等可將其分為顆粒炭、粉末炭、納米炭、成型炭等。其中，成型炭又包括球形炭、泡沫炭、蜂窩炭等。近年來，利用膠黏劑將粉狀活性炭壓縮成型制得特定尺寸、結構和形狀的成型炭產品成為一個重要趨勢，方便后續(xù)深加工應用。成型活性炭的制備方法包括直接將具有規(guī)則形狀尺寸的木材等天然植物炭化活化，先將原料炭化活化后再采用粘結劑將粉體活性炭質粘接成型，以及用粘結劑先將原料粘接成型后炭化活化等三種方式。

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