2002中孔活性炭材料的研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com中孔活性炭材料的研究进展／常俊玲等·49·中孔活性炭材料的研究进展常俊玲刘洪波唐冬汉。张红波(1湖南大学材料科学与工程学院，长沙41008212湖南省科学拄术研究开发院，长沙410004)摘要综述了国内外在中孔活性炭材料开发方面的研究进展。着重介绍了催化活化、界面活化、混台泉台物炭化、有机凝胜炭化、铸型炭化等孔径调控方法厦其中孔形威机理：为控制活性寰材料孔径大小和分布，提高其中孔客积和吸附性能提供了每考。关键词活性炭吸附性能中孔DevelopmentofMesoporesActivatedCarbonCHANGJunlingL

2、IUHongboTANGDonghanZHANGHongbo(1CollegeofMaterialsScienceandEngineering，HunanUniversity、Changsha410082{2AcademeofScienceandTechnologyHunanProvince，Changsha410004)Al~tractInthispaper，thedevelopmentofmesoporesactivatedcarbon(AC)athomeandabroadisreviewed．Methodsofporesizecontrolsuchascatalyti

3、cactivation，interfaceactivation，polymerblendcarbonization，organicgelcarbonizationandtemplatecarbonizationanditsmechamismofreactionareintroducedasrecommendedmeansforcontrollingofACporesizeanditsdistributionandimprovingmesoporesvolumeandadsorptionproperties．Keywordsactivatedcarbon，adsorption

4、properties，mesopores其原因就在于孔径过小时，电解质溶液难以进入并润湿这些0引言徽孔，因而也就无法形成新的双电层因此研究和开发高中孔自18世纪初发现木炭具有吸附气体的作用以来，^们对容积的活性炭材料币仅可提高活性炭的渡相吸附性能，而多孔炭材料(又称为活性炭)进行了大量研究，相继发明了水且可以拓展其应用领域。蒸气法、二氧化碳法、氧化锌法、磷酸法等制备活性炭的方法，本文重点介绍了中孔活性炭材料孔结构的调控方法，并并广泛应用于活性炭的工业生产。为了提高活性炭的吸附性概述了近年来国内外学者在过方面的研究进展和取得的成能，20世纪70年代中期美国AMOCO公司的We

5、nnerhergu”就。将石油焦粉与KOH混合后再经高温处理制得了比表面积高1催化活化达3000~4000m／g的高比表面积恬性炭。近年来我国的有关学者也以石油焦、煤沥青、核桃壳等为原料，采用K0H、早在20世纪20年代就有大量文献报道金属及其他合物NaOH等碱金属或碱土金属化合物作活化剂制得了表面毛}{在对碳的气化具有催化作用，所以』、们很自然地想到可以采用3000~3600m／g的高比表面积活性炭口】。高比表面积活性炭金属及其化台物来提高活性炭的中孔容积。如聚呋喃甲醇用材料的孔径大都集中在微孔(

6、arsh和中小分子的吸附是比较有利的，但对一些聚合物、有机电解质Rand等在聚呋喃甲醇中掺入Fe或N-的微粒后再用CO和无机大分子的吸附性能则较差，因此中孔(2～5Ohm)发达气体活化时制成了中孔发达的活性碳纤维(ACF)。Tomita且比表面积高的活性炭材料的研究引起了人们的关注。等在研究焦碳气化反应时，发现载有Ni的焦碳部分气化后最近台湾成功大学的Chien—T0Hsieh等[{发现，用具有在焦碳中出现了lOnm左右的中孔。因为中孔的大小与附着相同微孔容积和比表面积而中孔容积不同的活性炭吸附酚在焦碳表面的N颗粒的直径相近，所以他们推测中孔是焦碳碘、丹宁酸时，即使对酚、碘

7、这样的小分子(直径分别为在气化过程中由于N-粒子的催化气化作用而在碳表面形成062nm和0．56nm)其吸附容量也随中孔容积的增加而增的坑槽岛崎贤司“则选用TiO超细粉作为聚丙烯腈大，对直径较大的丹宁酸分子(直径为1．6nm)敛果则更明显。(PAN)的添加剂制得了中孔容积明显提高的ACF。张引枝这是因为存在中孔时，被吸附的分子从中孔扩散到微孔比从等”也在PAN中加入1TiO后在240。C的空气中预氧化液相直接扩散到微孔的路径短，中孔不但提高了分子在徽孔5h，再在氰气保护下升温至800。C后通入水蒸气活化30min，