KC320活化法制备椰壳活性炭
热解活化法制备椰壳活性炭的方法和机理研究(摘要)
活性炭吸附性能相对较 高。温度升高 ， 使炭的内部表面积和孔 隙得 以发展 ， 产生了大量 的微孔 和中孔 ， 比表面积增加 ， 对亚 甲基蓝和碘 的吸附值增加 ； 当温度超过一定范围 ， 生成新孔 隙的同时 ， 孑 Ｌ 隙坍塌 、 合并 ， 使得微孔 向中大孑 Ｌ 发展 。
随着活化时 间的延长 ， 活性炭 的得率下 降明显 ， 对碘和亚 甲基蓝 的吸附值先上 升后平稳 或下降 ， 比表 面积 和孔 容积
在热解活化法制备椰壳活性炭过程 中， 在相同的热解反应器 （ １ ０ ０ ｍＬ ） 内， 随着原料反应量从 １ ０ ｇ 增加到 ６ ０ ｇ ， 活性炭 的得率 由 １ ８ ． ２ ４％增加到 ２ ７ ． ５ ３％ ， 亚 甲基蓝吸附值从 １ ３ ５ ｍ ｇ ／ ｇ降低到几乎没有吸附能力 ， 碘吸附值从 １ ２ ９ ５ ｍ ｇ ／ ｇ 降低 到
分， 内部孔隙增加迅速 。但是 随着 时间继续延长 ， 同样使得原料 内部新生 孔隙的同时 ， 部分微孔结构孔壁 坍塌破坏 、 合并 成较大孔 隙 ， 而且孔壁 的破坏速率 比孔 隙的形成 快。长时间的活化反应最终使得孑 Ｌ 隙坍塌严 重 ， 导致吸附能力下降 。 在实验条件下 ， 升温速率提高， 活性炭的吸附陛能增加 ， 其中 １ ０℃／ Ｉ ｌ １ ｉ ｎ的升温速率最佳。热解活化过程中， 活性炭 的孔结 构受到热解过程气体产生的速度和气体扩散速度的影 响， 当升温速率提高时 ， 气体产生的速度远大于扩散速度 ， 产生的气体无 法短时间从原料 内部扩散出去 ， 在原料 内部聚集 ， 产生孔隙 ， 使得炭基体缺陷增多， 使得接下来的活化更容易进行 。
椰壳热解活化制备活性炭及其机理研究
椰壳热解活化制备活性炭及其机理研究作者：刘雪梅檀俊利林明涛陈玉平方羽来源：《安徽农业科学》2017年第26期摘要利用热解活化法制备高吸附性能的椰壳活性炭并对其热解活化机理进行研究。
结果表明，在热解活化温度为900 ℃，保温5 h，升温速率为10 ℃/min时，可以制备比表面积为1 047.65 m2/g的椰壳活性炭，其中总孔容为0.51 cm3/g，微孔孔容为0.44 cm3/g。
该活性炭的碘吸附值为1 302 mg/g，亚甲基蓝吸附值为195 mg/g。
结果表明：在不添加任何活化气体或化学试剂的情况下，热解活化制备高吸附性能椰壳活性炭的机理可能是由于热解活化过程中，热解释放气体，造成一部分孔隙；高温下未炭化物芳构化形成石墨微晶，键断裂时释放部分气体；这些气体作为活化剂对椰壳原料进行了自活化，生成一定孔隙；在密闭的情况下，热解产生气体，使得反应器内产生微压力，对孔隙的形成有一定作用。
关键词椰壳；热解；活化；机理中图分类号S789；TQ424文献标识码A文章编号0517-6611（2017）26-0140-04Study on Preparation and Mechanism of Activated Carbon from Coconut Shell by Method of Pyrolysis and ActivationLIU Xuemei1，TAN Junli2*，LIN Mingtao2 et al（1.Nanjing General Company for Science & Technology Development Research Institute of Chemical Industry of Forest products，CAF，Nanjing，Jiangsu 210042；2.Institute of Chemical Industry of Forest Products，CAF，Nanjing，Jiangsu 210042）AbstractActivated carbon with high adsorption properties were prepared from coconut shell by pyrolysis and activation，which the mechanism were investigated.The results showed that under the condition of pyrolysis and activation temperature at 900 ℃ for 5 hours with the heating rate10 ℃/min，the prepared carbon had its surface area was 1 047.65 m2/g，with total pore volume of 0.51 cm3/g and micropore volume of 0.44 cm3/g，with the iodine adorption of 1 302 mg/g and methylene blue adsorption of 195 mg/g.The mechanism of pyrolysis and activation for prepared activated carbon has some aspects without any gas or reagent.Some pore was produced from pyrolysis gas，which as activator was in the role of coconut shell.Under the high temperature uncarbonized material forming microcrystalline graphite，breaking bond when release gas.These gases act as activators to self activate the coconut shell material and produce a certain pore.In the airtight case，micro pressure was produced by pyrolysis gas in the reactor，which has a role to formation of the pore.Key wordsCoconut shell；Pyrolysis；Activation；Mechanism活性炭是一种环境友好型炭质吸附材料，因其强大的吸附性能，被广泛用于空气净化、溶剂回收、食品脱色等方面[1-2]。
制备活性炭的方法
制备活性炭的方法
活性炭是一种多孔性炭材料，具有很强的吸附能力和化学稳定性，广泛应用于水处理、空气净化、催化剂载体等领域。
以下介绍两种常见的活性炭制备方法。
1. 化学活化法：
将含碳的原料（如木材、椰壳、煤炭等）进行预处理，如碎磨、干燥等。
然后在高温下，与化学活化剂（如磷酸、氢氟酸、氯化锌等）进行反应，生成孔洞结构较多的活性炭。
反应通常在600到900的高温下进行，并且需要加入气流来帮助焦化反应。
最后，用水或酸等物质将残留的活化剂洗去，得到活性炭。
2. 物理活化法：
这种方法主要通过高温脱挥发分和二氧化碳气化，形成活性炭的孔洞结构。
具体步骤如下：首先将含碳的原料炭材料进行预处理，如碎磨、干燥等。
然后，在高温下（通常为800到1000）进行气化反应，可以使用水蒸气或二氧化碳作为气化剂，并通过气流加速反应。
反应使材料中的非碳组分脱挥发，从而形成孔隙结构的活性炭。
最后，用水或酸洗去残留的气化剂和其他杂质。
以上是两种常见的活性炭制备方法，不同的方法在活性炭的孔洞结构和吸附性能上可能略有不同，根据具体应用需求选择合适的制备方法。
K_2CO_3活化法制备椰壳活性炭
化料按照实验设定的质量比混合均匀后 ,将混合料 置于活化炉活化. 活化过程中不通入水蒸气 ,活化得 到的样品用 011 mol/L 的 HC l溶液煮沸 20 m in后 , 继续用 011 mol/L 的 HC l溶液反复清洗 ,随之用蒸 馏水清洗至残液无 C l- 检出为止. 最后将所得活性 炭样品在 120 ℃温度下干燥 12 h后留作分析检测. 在物理 (水蒸气 )活化实验过程中 ,先将 15 g一 定颗粒大小的椰壳炭化料样品置于反应器中上部 , 连接好装置 ;加热升温至 100 ℃以后通入水蒸气 ,保 持水蒸气流量为 3 kg / h恒定不变 ,在加热至实验设 定的温度条件下活化相应的时间后停止加热 ,继续 通入水蒸气 ,直至温度低于 100 ℃,待温度降至常 温 ,移出所得活性炭. 在 120 ℃温度下将活性炭烘干 12 h,称取产物重量 ,计算活性炭得率.
carbon
图 3 活化温度对活性炭亚甲蓝吸附值的影响 Fig. 3 Effect of activation temperature on methylene blue ad2
sorp tion value of activated carbon
图 4 活化温度对活性炭苯酚吸附值的影响 Fig. 4 Effect of activation temperature on phenol adsorp tion
活性炭具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表 面积 ,广泛应用于化工 、制药 、食品和环境保护等各 个领域. 制备活性炭的主要原材料包括煤 、木材和各 种果壳 (核 )等高含碳物质. 制备活性炭的方法主要 分为物理活化法和化学活化法 . [ 126 ] 物理活化法是 将原料先炭化 ,然后再用水蒸气或者二氧化碳进行 活化. 化学活化法是将原料与化学药品混合浸渍一 段时间后 ,将炭化与活化一步完成. 采用化学活化法 生产活性炭的方法主要有磷酸活化法 [ 324 ]和氯化锌 活化法 [ 5 ]. 同时 ,还有其他的方法 ,如 KOH 活化法 和 K2 CO3 活化法 [ 6 ]等.
活性炭的活化生产工艺流程
活性炭的活化生产工艺流程
活性炭的活化生产工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 原料选择：选择合适的原材料作为活化剂，常用的原料有木材、椰壳、煤炭、果壳等。
2. 碎料：将选好的原料进行碎料处理，通常采用机械或化学方法将原料研磨成适当的颗粒大小。
3. 干燥：将碎料进行干燥处理以去除水分，常用的干燥方法包括阳光晒干、风干、烘干等。
4. 活化：将干燥好的原料放入活化炉中进行活化处理。
活化分为物理活化和化学活化两种方式，物理活化通常使用高温蒸汽或氮气进行，化学活化常用的活化剂有氢气、氧气、水蒸气和一氧化碳等。
5. 冷却：将活化好的活性炭进行冷却处理以减少温度。
6. 浸泡：将冷却好的活性炭进行浸泡处理，浸泡的目的是去除残存的活化剂和其他杂质。
7. 过滤：通过过滤设备将浸泡后的活性炭进行过滤，去除未被浸泡的原料颗粒
和杂质。
8. 干燥：将过滤后的活性炭进行再次干燥处理，以确保活性炭的品质。
9. 包装：将干燥好的活性炭进行包装，通常使用编织袋或纸箱等进行包装。
以上是活性炭的一般生产工艺流程，实际生产中可能会根据不同的原料和要求进行适当调整。
KOH活化法制备椰壳活性炭研究
摘 要 ： 以椰壳炭化料为原料， 采用 Ｋ Ｈ活化法制备活性炭， Ｏ 研究了Ｋ 炭化料的质量比、 ０ 升温速率、 活化温度和活化时间对
活性性 能的影响。实验结果表 明 ， ０ 炭化料 的质量 比是该方法制备 活性炭 的最 主要影 响因素 ， Ｋ 较优的工艺参数 为 ： ０ Ｌ炭化料 的 Ｋ ｝／ 质量 比为 ４： 、 １升温速率为 ５￣／ ｉ 、 Ｃ ｍ ｎ 活化温度为 ８０℃ 、 ０ 活化时间为 ｌｈ 。同时制备 得到了比表面积达 到 ２ １ ｇ 微孔容积 达到 ４ ３ｍ ／ 、 １０ ｍ ／ ． 以 ０ ９ｎ ．２ｅ ｇ且 ． ｍ以下微 孔为主的椰壳 活性 炭。
关键 词 ： ； 椰壳 活性炭； 氢氧化钾； 活化 中图分 类号 ：Ｑ ２ ． Ｔ ４４ １ 文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ： ０ － ６７２ １）４ ００ — ４ １ １ ９７ （０２ １ — １１ ０ ０
Ｐｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｏ ｔ ａ ｅ ｒ ｏ ｒ ｍ ｃ ｎ ｔＳ ｅｌｂ ｅ ａ ａ ｉ ｆＡｃ ｉ ｔｄ Ｃａ ｂ ｎ ｆ ｏ Ｃｏ ｏ ｕ ｈ ｌ ｙ ＫＯＨ ｏ ｖ
ＷＥＩ Ｈａｉ—ｂ ｏ，Ｃ ＨＥＮ ｉ—ｍｉ Ｙ ｎ，Ｂ ｈ ＡＩｓ ｕ—ｘ ｎ ｉ
பைடு நூலகம்
（ ｅ ａｔ ｅ ｔ ｆ ｔ ａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇａ ｄＡ ｐｉ ｈ ｍ ｓ ｙ ａｉ ａ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ Ｄ ｐｒ ｎ ｏ ｅ ｌ ｎｉ ｅｉ ｎ ｐ ｌ ｄＣ ｅ ｉｒ ，Ｎ ｔ ｎｌ ｎ、 ｓｙ ｆ ｍ Ｍａ ｒ ｉ ｎ ｎ ｅ ｔ ｏ ￣ ｉ ｅ
ａ ｔ ａｅ ａｂ ｎ ｐ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｏ ｔ ｌ ｏ ｄ ｔ ｎ ｅ ｃ ｅ ４１ ／ ｎ ． ２ ｃ ／ ｒ ｓ ｅ ｔ ｅ ｙ ｎ ｅ ｐ ｒ ｉ ｔ ｃｉ ｔｄ ｃ ｒ ｏ ｒｐ ｒｄｉ ｐｉ ｖ ｈ ｍａ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｒ ａ ｈ ｄ ２ ｍ ｇａ ｄ １ ０ ｍ ｇ， ｅ ｐ ｃｉ ｌ ，ａ ｄ ｔ ｏ ｅ ｗ ｄ ｈ ｉ ３ ｖ ｈ
KOH活化高比表面积椰壳活性炭的制备及其性质研究
Ａｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ Ｃａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｃ ｏ ｃ ｏ ｎ ｕ ｔ Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ Ｃａ ｒ ｂ ｉ ｄ ｅ ｂ ｖ ＫＯＨ
Ｗ ＡＮＧ Ｇｕ ｏ — ｄ ｏ ｎｇ，ＤＥＮＧ Ｘｉ ａ ｎ— ｌ ｕ ｎ，ＺＨＵ Ｇｕａ ｎ ｇ — ｚ ｈ ｅ ｎ，ＧＵＯ Ｈａ ｏ
ＫＯＨ 活化 高 比表 面 积椰 壳活 性炭 的制 备 及 其 性 质 研 究
Ｃ
ｙ
林
Ｖ，
卫
摘
Ｗ ＡＮＧ Ｇｕ ｏ — ｄ ｏ ｎｇ
王 国栋 ，邓先伦 ，朱光真 ，郭 昊
（ 中国林业科学研究院 林产化学． ｚ － ３ ， ｋ 研 究所 ； 生物质化学利用 国家工程 实验室 ； 国家林业局 林产
Ｋ ＯＨ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｓ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ ｓ ｏ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ，ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｒ ｅ ｇ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｒ ａ ｔ ｉ ｏ（ Ｋ Ｏ Ｈ ／ Ｒ ａ ｗ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ １ ）ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ．Ｆ ｒ ｏ ｍ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｓ
热解活化制备微孔椰壳活性炭的方法[发明专利]
![热解活化制备微孔椰壳活性炭的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f2528040f342336c1eb91a37f111f18583d00cff.png)
(10)申请公布号 CN 102786050 A(43)申请公布日 2012.11.21C N 102786050 A*CN102786050A*(21)申请号 201210245659.4(22)申请日 2012.07.16C01B 31/08(2006.01)(71)申请人太仓市联林活性炭厂地址215423 江苏省苏州市太仓市璜泾镇新联村2组4号(72)发明人薛剑平(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204代理人柏尚春(54)发明名称热解活化制备微孔椰壳活性炭的方法(57)摘要本发明公开了一种热解活化制备微孔椰壳活性炭的方法，将椰壳原料放人反应器内室温密闭活化，处理后的反应器放人电阻炉，以8～15℃/min 的升温速率从室温升至活化温度700～900℃，活化1～6h ，待活化结束取出样品，经经1wt ％盐酸酸洗、水洗至中性，干燥得样品，本发明的方法与传统的水蒸气活化法相比，具有生产工艺清洁简便、节能降耗、产品性能优良等优点。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页1/1页1.一种热解活化制备微孔椰壳活性炭的方法，包括以下步骤：将椰壳原料放人反应器内室温密闭活化，处理后的反应器放人电阻炉，以8～15℃/min 的升温速率从室温升至活化温度700～900℃，活化1～6h ，待活化结束取出样品，经1wt ％盐酸酸洗、水洗至中性，干燥得样品。
2.根据权利要求1所述的热解活化制备微孔椰壳活性炭的方法，其特征在于：所述的活化温度为800℃。
3.根据权利要求1所述的热解活化制备微孔椰壳活性炭的方法，其特征在于：所述的活化时间为4h 。
权 利 要 求 书CN 102786050 A热解活化制备微孔椰壳活性炭的方法技术领域[0001] 本发明属于活性炭技术领域，涉及活性炭的制备，具体涉及一种热解活化制备微孔椰壳活性炭的方法。
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ｂ
通入水蒸气 ， 直至温 度低 于 １０ ， ０ ℃ 待温度 降至常 温， 出所得活性炭． １０ 移 在 ２ ℃温度下将活性炭烘干 １ ｈ 称取产物重量 ， ２， 计算活性炭得率．
根据国家标 准 Ｇ ／ ２９ ．～２ ｌ９ 规定 Ｂ Ｔ１４６１ ２一 ９ １
ｌ０ ６
。
的亚甲蓝吸附值和苯酚吸附值 的标准实验方法 ， 测 定不同条件下制备所得活性炭的亚甲蓝吸附值和苯
ｖ ｌｅ ｏ ｃｉ ａｅ ａ ｂ ｎ ａ ｕ ｆａ ｔ ｔ ｄ ｃ ｒ ｏ ｖ
１ ）活化温度为 ８ ０ 活化 时间为 １０ ｉ ０ ℃； ２ ｍｎ
由图 ２ 可知 ， 活性炭的得 率随着活化温度的升
第 ３期
张会平 等 ：ＫＣ ， ２Ｏ 活化法制备椰壳活性 炭
６ ５
高逐步下降， ７ ０— ０ 在 ０ ８０Ｃ以内变化不是很快 ， ｏ 当
华 南 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第３ ４卷 第 ３期
２０ ０６年 ３月
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｏ ｔ ｈ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＳ ｕ ｈ Ｃ ｉ ａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｙ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ３ １３ ． Ｍ ａｃ ２ ｏ ｒｈ ｏ６
Ｓ ２２１Ｈ回转式电炉中间 ， Ｋ． ２ ． 回转式 电炉 由上海实 验 电炉厂生产． 不锈钢反应管外径 、 内径和长度分别 为 ３ ， １ ８０ ｍ． 应 器 由电 阻加 热 ， 热 速度 ８ ３ 和 １ｍ 反 加 为 １ ￣／ ｉ， ０Ｃ ｒｎ 反应温度用 Ｋ Ｊ ａ Ｓ 温度控制器控制． 水 蒸气由广东省恩平县机 电厂生产的 Ｄ Ｆ１／ 水蒸 Ｚ－ ３ ２ 气发生器提供稳定流量的水蒸气，
８ ０ Ｃ左右 ， ０ ｏ 活化 时 间为 １０ ｉ． ２ ｍｎ
关键词 ： 壳； 椰 活性炭 ； 制备； 活化 ； 吸附； 碳酸钾
中图分类号 ： Ｑ ２ ． Ｔ ４４１
文献标识码 ： Ａ
活性炭具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表 面积 ， 广泛应用于化工 、 制药 、 品和环境保护等各 食 个领域． 制备活性炭的主要原材料包括煤 、 木材和各
吸附值和苯酚吸附值的变化趋势相同， 二者均 随着
温度 的升高而逐步上升， ８０ 在 ０ ℃温度以下 ， 上升较 快， 之后上升趋势减慢 ， 与 Ｋ Ｃ ， 这 Ｏ 活化机理 有 关． 在活化温度高于 ７０Ｃ 由于分解产生 Ｃ ： ５ 时， ｏ Ｏ 和
ＫＯ， Ｋ Ｏ在高 温下 被碳 原子 还原 生成金 属钾 ， 且 金
值， 而活性炭的亚 甲蓝吸附值则随着 Ｋ Ｃ Ｏ 与炭化 料质量 比的增加而降低． 结果表明 ， Ｏ 与炭化料 ＫＣ
质量 之 比以 ２ １为宜 ． ：
２ ２ 活化温度 的影 响 ．
图 １ 制 备椰 壳 活 性 炭 的 活 化 炉 示 意 图
Ｆ ｇ １ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｃｉ ａｉｎ ｆ ｒ ａ ｅ ｆｒｐ ｅ ａ ｉ ｇ Ｃ － ｉ ｃ ｅ ｔ ｉｇ ａ ｏ ｔ ｔ ｕ ｎ ｃ ｒ ｐ ｒ Ｏ ｃ ａ ｖ ｏ ｏ ｎ ｃ ｎ ｔｓ ｅ ｌ ｃ ｉａｅ ａ ｂ ｎ ｏ ｕ ｈ ｌ ａ ｔ ｔｄ ｃ ｒ ｏ ｖ
和 Ｋ Ｃ 活化 法 等． ，Ｏ
１ 实验
１ １ 原材料 ．
实验所用椰壳炭化料 由海南省文昌县东郊活性 炭厂提供． 实验所用分析纯亚甲蓝 、 苯酚和盐酸等均 由上海试剂厂提供．
对于气体吸附而言， 气体分子的分子尺寸通常 小于 １０ ｍ ２， ． ｎ ＿ 需用微孔 比较发达 的活性炭． Ｊ 而对
Ｅ－ ｉ：ｈｐ ｈａ ＠ ｓ ｕ ．ｄ ｃ ｍａｌ ｚ ｎｇ ｃ ｔｅ ｕ．ｎ
１３ 试验方法 ．
在 ＫＣ Ｏ 化学活化过程中， Ｋ Ｃ 将 Ｏ 与椰壳炭
华 南 理 工 大 学 学 报 （ 然 科 学 版） 自
第 ３ 卷 ４
从表 ｌ 中可 以看出， 椰壳活性炭 的得率 和苯酚 吸附值在 Ｋ Ｃ ， Ｏ 与炭化料质量 比为 ２１ ： 时取得最大
度是 Ｋ Ｃ ， Ｏ 活化法制备椰壳活性炭 最重要的影响因素． 综合考虑活性炭的得率和活性炭 吸 附性能受活化操作参数的影响规律 ， 探讨 了Ｋ Ｃ ， ： Ｏ 活化 法制备椰 壳活性炭的最优操作
参数， 得到 了实验范围内的最佳５艺条件为 ： Ｏ 与炭化料 的质量比为 ２ｌ 活化温度为 － ． ＫＣ ：，
炭采用物理 （ 水蒸气） 活化法进行制备 ， 其微孔 比较 发达 ， 比表面积较高， 中孔不是很发达． 如何 制备高
收稿 日期 ： ０ ５０ －０ ２０ —４３ 作者简介 ：张会平 （ ９４ ） 男 ， 士 ， 授 ， １６ － ， 博 教 主要从 事 活性
炭吸附与催化 、 吸附分离 、 理技术 、 细化工 的研究 ． 水处 精
摘 要：以椰 壳炭化料为原料 ， 采用 Ｋ ｃ ３ ２Ｏ 活化法在不同操作条件下制备椰 壳活性炭 ， 探
讨 了Ｋ Ｃ ， Ｏ 活化 实验 中Ｋ Ｃ Ｏ 与炭化料质量比、 活化时间和活化温度对活性炭得率、 活 性炭亚甲蓝吸 附值和苯酚吸附值的影响． 实验结果表 明，： Ｏ 与炭化料质量比和活化温 ＫＣ
活化 温 度／ ℃
图 ３ 活化温度对 活性炭亚 甲蓝 吸附值 的影响
Ｆｇ Ｅ ｅ ｔｏ ｃｉａｉｎ ｔｍｐ ｒｔｒ ｎ ｍｅｈ ｌｎ ｌｅａ — ｉ．３ ｆ ｃ ｆａ ｔ ｔｏ ｅ ｅａｕ ｅｏ ｔｙｅ ｅｂｕ ｄ ｖ
ｓ ｒ ｔ ｎ ｖ ｌｅ ｏ ｃ ｉａｅ ａ ｂ ｎ ｏ ｐ ｉ ａｕ ｆａ ｔ ｔｄ ｃ ｒ ｏ ｏ ｖ
活化温度条件下 ， 活化椰壳炭化料制备椰壳活性炭
的实验结果如图 ２ ４所示． —
活化温度／ ＇ Ｃ
图 ２ 活化温度对活性炭得率 的影响
Ｆｇ ２ ｉ ． Ｅｆ ｃ ｏ ｃｉａ ｉｎ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｏ ｉｌ ｏ ｃ ｉａｅ ｆ ｔ ｆ ａ ｔ ｔ ｅ ｅａ ｕ ｅ ｎ ｙｅｄ ｆ ａ ｔ ｔ ｄ ｅ ｖ ｏ ｖ ｃ ｒｏ ａｂ ｎ
表 １ ＫＣ ， Ｏ 与炭化 料质 量 比对活性 炭 的得 率 与吸附性 能
的影响”
Ｔ ｂ ｅ １ Ｅ ｅ ｔｏ ｓ ａｉ ｆＫ２ Ｏ３ ｔ ａ ｂ ｎ ｏ ｈ ｉｌ ａ ｌ ｆ ｃ ｆｍａ ｓ ｒｔ ｏ ｏ ｃ ｒ ｏ ｎ ｔｅ ｙｅ ｄ ｏ Ｃ
由图 ３和图 ４可以看出 ， 椰壳活性炭的亚 甲蓝
剧烈 ， 炭的烧失 率不是很 严重 ， 以， 所 活化 时间为 １０ ｉ时， ８ ｍｎ 得率仍为 ４ ． ％． ８ １ 同时 ， ２实验结果表 表 明， 随着活化时间的延长， 活性炭的亚甲蓝吸附值和
苯酚吸附值逐步增加 ， 初期增加幅度较大， 而后期增 加 幅度 相应 较小 ．
为了研究活化温度对 Ｋ Ｃ ， Ｏ 化学活化法制备
椰壳活性炭得率和吸附性能的影响 ， 保持 Ｋ Ｃ ， ：Ｏ 与
炭化料质量 比为 ２ １ 活化时间为 １０ ｉ， ：， ２ ｍ ｎ在不同的
化料按照实验设定 的质量 比混合均匀后 ， 将混合料
置于活化炉活化． 活化过程 中不通入水蒸气 ， 活化得 到的样 品用 ０ Ｉ ｏ Ｌ的 Ｈ １ ．ｍｌ ／ Ｃ 溶液 煮沸 ２ ｍｎ后 ， ０ｉ 继续用 ０ １ ｏ Ｌ的 Ｈ Ｉ ．ｍｌ ／ Ｃ 溶液反 复清洗 ， 随之用蒸 馏水清洗至残液无 ｃ 一 ｌ 检出为止． 最后将所得 活性 炭样品在 １０ ２ ℃温度下干燥 １ 后 留作分析检测． ２ ｈ 在物理（ 水蒸气） 活化实验过程 中， 先将 ｌ 一 ５ ｇ 定颗粒大小的椰壳炭化料 样品置于反应器 中上部 ， 连接好装置 ； 加热升温至 １０ ０ ℃以后通入水蒸气， 保 持水蒸气流量为 ３ ｇ ｈ ／ 恒定不变 ， ｋ 在加热 至实验设 定的温度条件下活化相应 的时间后停止加热， 继续
将原料先炭化 ， 然后再用水蒸气或者二氧化碳进行
化剂制备椰壳活性炭， 探讨各种操作参数对椰壳活 性炭吸附性能的影响， 进而优化 ＫＣ Ｏ 活化法制备
椰壳活性炭的工艺参数 ， 为工程应用打下坚实的基
础．
活化． 化学活化法是将原料与化学药品混合浸渍一
段时间后 ， 将炭化与活化一步完成． 采用化学活化法 生产活性炭的方法 主要有磷酸活化法 和氯化锌 活 化法 ｊ同 时 ， 有其 他 的 方 法 ， Ｋ Ｈ 活 化 法 ． 还 如 Ｏ
化法所得活性炭在吸附性能上的差异 ， ３ ｇｈ的 以 ／ ｋ
水蒸气流量对椰壳炭化料 在 ８０ Ｃ活化 不 同的时 ５ ｏ 间， 并测定相应的活性炭苯酚吸附值 ， 实验结果如表 ３ 所示． 本水蒸气物理活化试验选定８０ｌ ５ 的活化温 ｃ ｃ 度是水蒸气活化法制备椰壳活性炭 的较佳温度 ， ｊ
２ ４ 活化方法 的影响 ．
为 了对 比 Ｋ Ｃ ， 学 活 化 法 和 水 蒸 气 物 理 活 ：Ｏ 化
属钾进入碳组织 ， 增大了碳原子层之间的距离 ， 从而 提高 了孔容； 所产生 的 Ｃ ： 良好 的物理活化剂和 Ｏ是
致孔剂 ， 可进一步提高孔容 ， 这均可使活性炭的吸附
性能 提 高．
酚吸附值，
６ ０ 。 ０
２ 结 果 与 讨 论 ２ １ ＫＣ ， ． ：Ｏ 与炭化料质量 比的影响
采用直接混合法 ， Ｋ Ｃ ， １０× ０ 将 Ｏ 和 ０ ２０目的椰 壳炭化料按照一定的质量 比混合均匀后， ８０ｃ 在 ０ ｃ 活
化温度下活化 １ ｉ， ２ ｍｎ 制备相应的椰壳活性炭． ０ 测定 活性炭的亚 甲蓝吸附值和苯酚吸附值如表 １ 所示．
性能椰壳活性炭问题． 本研究利用海南文 昌县东 郊活性炭厂的椰壳炭化料为原材料 ， Ｋ Ｃ 以 Ｏ 为活
种果壳（ ） 核 等高含碳物质． 制备 活性炭的方法主要 分 为物理 活化 法 和 化学 活 化 法 ¨ Ｊ物 理 活 化 法 是 ．