利用聚合物共混法对活性炭材料的孔径分布进行控制的原理和方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·48·材料旱报2000年4月第14卷第4期利用聚合物共混法对活性炭材料的孔径分法7国始假，，，。77塑刘朗{中国科学院山西煤炭化学研究所*煤转化国家重点实验室t太原030001)摘要在母体鬣合枷中引八的作寿追孔荆的鬣合枷在碳化期间完全分解，从而在碳基体中留下大量的孔隙．通过添加不同种类的聚合物，可以控制活性寰材料的孔径分布。综述了利用这种方法对活性寰材料的孔轻分布进行控剞的原理和方法，井舟绍了这方面的研觅进展。关键词耋皇竺苎兰堂，嘎!!竺量，!笆旦．ControlofPoreSizeDis'tributioninActi

2、vatedCarbonbyPolymerBlend：PrinciplesandMethodsYangJunbingLingLichengLiuLang(InstfuteofCoalChemistry，ChineseAcademyofSciencez，Tauan030002)('SkateKeyLaboratoryofCoalConversion，Taiyuan030002)AbstractByaddingporeformingagents，whichevaporateduringcarbonizattonandleavebehindporesinthecarbonmat

3、rixtintothep~rentpolymer．poresizedistributioninactivatedcarboncanbecontrolled．Thispaperg~vesareview0ftheprincipleandmethod．Progressintherelatedresearchesisalsoincluded．Keywordspolymerblendmethod，activatedcarbon，poresizedistribution，control脱落有时是致命的。所以制备不包含金属粒子的中孔活性炭．0序言已日益成为活性炭材科研究的热点和难点之

4、一。最垃，利用聚活性炭是黑色的多孔性固体，其最大的特点是具有很高合物共混法对活性炭材料的孔径分布进行控制吸引了科技工的比表面积。此外t它表面丰富的官能团．足够的化学稳定性、作者越来越多的注意【”叫，以下对这种方法的原理及工艺给机械强度及耐酸、耐碱、耐热等性能，使它作为吸附分离材料、予介绍．催化材料、电子能源材料、生物工程材料，在工业、农业、医疗、卫生以及军事等领域得到了广泛的应用作为优质的吸附剂．它具有独特的孔辣结构，其孔径分布从纳术级的超细微孔到微米级的细孔。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的分类Ⅲ，活性炭的孔径大小可以分为：小于O8nm的孔是亚微孔·在0-

5、8～Znm之间的孔是微孔．在2～50am之蚵的孔是中孔，大于50nm的孔是大孔。普通的活性炭一般以馓孔和亚微孔为主。由于活性炭吸附别的物质是以物理吸酣为主，其吸附性能与比表面积l孔径分布以及孔体积有很大的关系。田中荣冶等研究发现，只有孔径大于被吸酣分子尺寸且大约为其分子临界的直径的z倍以上时，活性炭才能对此分子发生有效的吸附。由于被吸附物质的分子千变万化．所以要求作为吸附剂的活性炭的孔径分布也相应地有所变化。目前的研究工作多集中于提高活性炭的比表面静}，从而提高其吸附能力方面口]。但是对于大直径的分子．由于“瓶颈”效应的存在，被吸附物质分子进入不到微孔内部从而被吸附于其

6、表面．所以大的比表面积并不能成为有效的吸附面积。许多科技工作者努力通过控制活性炭材料的孔径分布来提高围1利用聚合物共混法翩备中孔碳纤维原理的田解其对大分子的吸附能力“叫。大谷朝男等利用在线型酚醛树脂中添加钴的方法成功制备出包含中孔的活性炭纤维。安1利用聚合物共混法对活性炭孔径分布进行田源等利用在沥青中添加过度金属络合物的方法，制备出中孔活性炭M。这些中孔活性炭对液相大分子表现出优异的吸控制的原理附能力。但是随之而来的是，在吸附过程中．这些活性炭所包利用聚合物共混法对活性炭孔径分布进行控制的原理是含的金属粒子会脱落．对液体造成污染。在血液净化中，这种依据各种聚合物的热稳定

7、性的不同来实现的。图1给出了这种维普资讯http://www.cqvip.comL■—■Ⅲ矿利用聚合物共I昆法对活性炭材料的孔径分布进行控制的原理和方法／杨骏兵等·49·原理的图解。其中碳化聚台物(carbonizingpolymer)是括性炭聚台物混合物的方法称为干粉共混法。常用的混台设备有球的母体聚合物．它在热解过程中分解后留下大量的残余碳t这磨机、V型混合机、倒锥式混合机等。些残余碳构成括性炭的基体。热分解聚合物(pyrolyzingpoly—(2)熔体共混法mer)起到造孔剂的作用．它在热解过程中几乎完全分解成气将共混所用的聚合物