?木質(zhì)活性炭通常選用優(yōu)質(zhì)的木材，如椰殼、核桃殼、杏殼等果殼類(lèi)木材，以及松木、樺木、杉木等木屑類(lèi)木材。這些原料具有豐富的碳含量和合適的物理化學(xué)性質(zhì)，有利于活性炭的形成和性能提升。接下來(lái)，小編分享一下控制木質(zhì)活性炭的孔徑大小以提高吸附性能，可在生產(chǎn)的多個(gè)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)措施，具體如下：
原料選擇與預(yù)處理
選擇合適原料：不同木質(zhì)原料的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量不同，會(huì)影響活性炭的孔徑形成。例如，以椰殼為原料制成的活性炭，其孔徑相對(duì)較小且均勻，適合吸附小分子物質(zhì)；而以木屑為原料的活性炭，孔徑分布可能更寬。可根據(jù)目標(biāo)吸附物的分子大小選擇合適的原料。
原料預(yù)處理：對(duì)木質(zhì)原料進(jìn)行粉碎、篩分等預(yù)處理，控制原料的粒度。較小的原料粒度在炭化和活化過(guò)程中，熱量傳遞更均勻，有利于形成孔徑均勻的活性炭。同時(shí)，通過(guò)水洗、酸洗等方法去除原料中的雜質(zhì)，避免雜質(zhì)在孔隙形成過(guò)程中產(chǎn)生阻礙或占據(jù)空間，影響孔徑大小和分布。
炭化過(guò)程控制
炭化溫度：較低的炭化溫度一般會(huì)形成較多的微孔，隨著溫度升高，微孔會(huì)逐漸合并成中孔和大孔。例如，在 400 - 500℃炭化，生成的活性炭以微孔為主；500 - 600℃時(shí)，中孔數(shù)量會(huì)有所增加。可根據(jù)所需孔徑，精確控制炭化溫度。
炭化時(shí)間：延長(zhǎng)炭化時(shí)間，有利于木質(zhì)原料的充分熱解，使孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展和完善。但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能導(dǎo)致孔隙過(guò)度生長(zhǎng)和融合，孔徑變大。一般炭化時(shí)間在 1 - 3 小時(shí)，需根據(jù)原料和目標(biāo)孔徑進(jìn)行調(diào)整。
升溫速率：緩慢的升溫速率能使木質(zhì)原料內(nèi)部的熱解反應(yīng)更均勻，有利于形成規(guī)則、孔徑分布窄的孔隙結(jié)構(gòu)。而快速升溫可能導(dǎo)致局部過(guò)熱，使孔隙形成不均勻，孔徑大小不一。
活化過(guò)程調(diào)控
物理活化
活化溫度：在水蒸氣或二氧化碳活化過(guò)程中，溫度對(duì)孔徑大小影響顯著。800 - 900℃時(shí)，主要是微孔的形成和發(fā)展；900 - 1000℃，微孔會(huì)逐漸擴(kuò)寬形成中孔?？筛鶕?jù)目標(biāo)孔徑選擇合適的活化溫度。
活化時(shí)間：隨著活化時(shí)間的增加，活性炭的孔隙會(huì)不斷被侵蝕和擴(kuò)大。但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)使孔徑過(guò)大，破壞活性炭的吸附性能。一般活化時(shí)間在 1 - 5 小時(shí)，需通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳時(shí)間。
活化劑流量：增加水蒸氣或二氧化碳的流量，能提高活化劑與炭化產(chǎn)物的接觸幾率，加快孔隙的形成和擴(kuò)大速度。但流量過(guò)大，可能導(dǎo)致孔徑過(guò)度增大。
化學(xué)活化
活化劑種類(lèi)：不同的化學(xué)活化劑對(duì)孔徑的影響不同。例如，氯化鋅活化傾向于形成中孔，磷酸活化則可得到微孔和中孔比例較為適中的活性炭。可根據(jù)目標(biāo)孔徑選擇合適的活化劑。
活化劑濃度：提高活化劑濃度，會(huì)增強(qiáng)其與木質(zhì)原料的化學(xué)反應(yīng)程度，使孔徑增大。但濃度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致孔徑分布不均勻。一般活化劑與原料的質(zhì)量比在一定范圍內(nèi)調(diào)整，如磷酸活化時(shí)，質(zhì)量比在 1:1 - 3:1 之間。
活化溫度和時(shí)間：與物理活化類(lèi)似，化學(xué)活化中的溫度和時(shí)間也會(huì)影響孔徑大小。升高溫度和延長(zhǎng)時(shí)間，會(huì)使活化反應(yīng)更充分，孔徑增大。
后處理優(yōu)化
蒸汽處理：對(duì)已制成的活性炭進(jìn)行二次蒸汽處理，在一定溫度和時(shí)間條件下，可進(jìn)一步調(diào)整孔徑大小。例如，在較低溫度下（600 - 700℃）進(jìn)行短時(shí)間蒸汽處理，可對(duì)微孔進(jìn)行微調(diào)，使其更加規(guī)整。
化學(xué)修飾：采用一些化學(xué)試劑對(duì)活性炭表面進(jìn)行修飾，如用硅烷偶聯(lián)劑處理，可在活性炭表面引入特定基團(tuán)，改變表面性質(zhì)，進(jìn)而對(duì)孔徑大小和分布產(chǎn)生影響。這種方法主要用于對(duì)特定孔徑和吸附性能的精細(xì)調(diào)控。