制備活性炭的原料和方法
　　活性炭是一種微晶碳材料，外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達，比表面積大，吸附能力強。它是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體。
　　制備活性炭的原料
　　活性炭的結(jié)構(gòu)特征取決于前驅(qū)體的性質(zhì)、原料的炭化、活化和化學(xué)調(diào)節(jié)條件。選擇合適的原料是影響活性炭性能的重要因素?；钚蕴靠梢杂筛鞣N類型的碳質(zhì)材料制備，并且原料可以廣泛獲得，并且可以分為以下幾類:

　　有機聚合物，如薩蘭樹脂、酚醛樹脂、多元醇等。
　　植物主要利用植物的堅果殼或果仁，如核桃殼、杏仁、椰子殼等。
　　煤及其衍生物，如各種不同煤化程度的煤及其混合物。
　　一般來說，低灰分、高含碳量、盡可能低揮發(fā)是活性炭的Z佳原料。比較好的原料主要是煤(褐煤、長焰煤、煙煤、無煙煤)、木材、貝殼。
　　煤因來源廣、價格低、制備工藝相對簡單而被廣泛使用。煤的主要成分是碳，碳具有活躍的表面化學(xué)性質(zhì)，孔隙率高，比表面積大。其多孔結(jié)構(gòu)有利于制作活性吸附材料。德國、日本、美國、俄羅斯和中國在煤制活性炭的技術(shù)開發(fā)方面做了大量的研究并取得了一定的成果。
　　一種活性炭的制備方法
　　活性炭的制備方法主要分為碳化法、活化法、積碳法、熱收縮法和其他方法。
　　一般來說，制備活性炭的基本流程如上圖所示，其中預(yù)處理、活化和積碳是可選步驟。
　　1、碳化法
　　定義:將含碳原料置于惰性氣氛中，在適當?shù)臒峤鈼l件下獲得碳化產(chǎn)物的方法。
　　基本原理:基于加熱過程中各種基團、橋聯(lián)、自由基、芳香環(huán)的復(fù)雜分解和聚合反應(yīng)，表現(xiàn)為炭化產(chǎn)物的孔隙發(fā)育、孔徑擴張和收縮。在碳化過程中，含碳原料中的熱不穩(wěn)定組分以揮發(fā)物的形式出來，從而在半焦上留下孔隙。
　　應(yīng)用:適用于高揮發(fā)性原料，這是所有其他方法的基礎(chǔ)。影響炭化過程的主要因素是升溫速率、炭化溫度和恒溫時間。一般升溫速率為5~15℃/min，炭化溫度多為500~1100℃，恒溫時間為0.5~2h。
　　2.活化法
　　定義:通過在活性介質(zhì)中溫和加熱碳質(zhì)原料來擴大其孔徑的方法。
　　基本原理:基于含碳原料中部分碳的燒失，可以打開封閉的孔隙，使孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達，孔徑達到所需范圍。常用的活化劑有空氣、CO2、蒸汽、H3PO4、KOH、NaOH等。在工業(yè)實踐中，簡單且容易獲得的蒸汽經(jīng)常用于活化。
　　用途:適用于孔隙率小、揮發(fā)份低，或孔隙率高但孔徑小的含碳原料。
　　3.碳沉積
　　定義:是指在高溫下，通過烴類或高分子化合物的裂解，使碳沉積在多孔材料的孔隙中，從而達到堵塞和調(diào)整孔隙的作用。
　　特點:工藝復(fù)雜，操作條件苛刻，實際生產(chǎn)成本高。碳沉積通常分為氣相沉積(CVD)和液相沉積(LVD)。對于氣相沉積工藝，反應(yīng)爐內(nèi)氣體濃度比較均勻，可以有效控制孔徑，但缺點是需要增加沉積氣源發(fā)生器和調(diào)節(jié)流量，不利于操作；液相沉積工藝要求低，操作簡單。
　　4、熱收縮法
　　定義:熱縮聚是指碳質(zhì)材料經(jīng)炭化、活化后，在1000~1200℃的高溫下進一步熱處理，以達到減小孔徑目的的過程。
　　5.其他方法
　　還有一些制備活性炭的新工藝和新方法，如等離子體法、鹵化法、模板法、微波加熱法等。在生產(chǎn)活性炭的實際過程中，為了獲得性能優(yōu)異的活性炭，通常將上述方法組合應(yīng)用。