不同活化气体对活化反应的影响
添加时间:2024-09-25

在相同的温度下,不同活化气体与碳反应的速率不尽相同。已有研究表明在800℃和0.8kPa条件下,若将CO2与碳反应的速率定为1,则同样条件下水蒸气与碳的反应速率则为3,而O2与碳的反应速率则可达到1X100000。这是因为采用CO2活化时,反应体系中存在的CO会在炭的外部阻滞活化反应的进行从而使反应速率较慢,但这种阻滞作用却可以使微孔容积增加,从而使得活化效果较为均匀。由于反应速率的差异,采用空气作为活化气体则将温度控制在600℃左右即可,而若以水蒸气作为活化气体则需要将活化温度提高至800~950℃才可达到较为理想的活化效果。此外,水蒸气易于均匀扩散进入炭化料的内部,使活化反应均匀进行,从而得到比表面积大、吸附能力强的活性炭,而氧则对炭有很大的烧蚀作用,容易发生炭表面氧化,因此一般认为水蒸气的活化效果相对较好。

Molina-sabio和Rodríguez-reinoso等以焦炭为原料,分别采用水蒸气和CO2对其进行了活化实验,结果表明CO2主要起制造微孔的作用,而水蒸气则在活化开始阶段就表现出对微孔的扩孔作用,使得产物的微孔率较低,同时作者认为两种活化气体所得到的产物孔结构的不同是由于表面含官能团的不同造成的Zhu等对比了水蒸气和CO2,对无烟煤活化效果的影响,结果亦表明相较CO2而言,水蒸气活化法得到的产物具有更大的比表面积和微孔容积,但原料的烧失率超过70%,而原料经COz活化后则产生了很多的超微孔结构,Zhang等以竹材废料为原料,水蒸气为活化气体制备了比表面积为1210㎡/g的活性炭,作者认为水蒸气的活化只是使活性炭中的碱性含氧官能团数量增加而并未改变其种类。