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煤質(zhì)柱狀活性炭的表面物理結(jié)構(gòu)主要包括孔徑分布、比表面積和孔溶劑等，這些特性決定了活性炭的物理吸附性能。
煤質(zhì)柱狀活性炭不同孔徑的孔在吸附過程中發(fā)揮的作用是不同的。大孔的內(nèi)表面積可以發(fā)生多層吸附，但它在比表面積中所占比例很小，因此在吸附過程中，煤質(zhì)柱狀活性炭的大孔扮演的是吸附質(zhì)分子通道的角色。中孔既是吸附質(zhì)分子的通道，又可以在—定相對扭力下發(fā)生毛細(xì)管凝結(jié)，在大分子的吸附過程中起瑭K要作用。微孔是吸附過程中作用*大的煤質(zhì)柱狀活性炭的95%。以上的比表而積來自于微孔的貢獻(xiàn)，因此微孔對煤質(zhì)柱狀活性炭吸附量起著支配作用。前已述及，在吸附過程中，只有吸附質(zhì)分子能進(jìn)入和充填的孔隙才是有效孔嚓，活性炭的孔徑必須與吸附質(zhì)分子的幾何尺寸相匹配才能有效。
對煤質(zhì)柱狀活性炭表面結(jié)構(gòu)的改性著重于孔隙結(jié)構(gòu)的調(diào)整，其目的就是使煤質(zhì)柱狀活性炭的孔徑與吸附分子尺寸相當(dāng)，以提高活性炭對不同吸附質(zhì)的吸附速率和吸附量。孔隙調(diào)整的方法決定于活性炭的孔結(jié)構(gòu)，如孔徑的大小、孔容的大小等，有的需要開孔、擴(kuò)孔，有的則需要縮孔。開孔和擴(kuò)孔常用的方法是控制活化程度；而縮孔的方法很多，如熱收縮法、浸漬覆蓋法、氣相熱解堵孔法等。通常煤質(zhì)柱狀活性炭的表面結(jié)構(gòu)改性方法主要通過強(qiáng)化活性炭制備過程中炭化、活化過程或者通過對成品進(jìn)行碳沉積等過程將孔隙調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。
通過原料選擇、活化介質(zhì)、溫度、時(shí)間等反應(yīng)條件的調(diào)整可在一定程度上控制活性炭的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)及大小分布，對于用作催化劑載體的活性炭，要求其具有較多的中孔或大孔，而對于能選擇吸附某些分子的活性炭，則希望其具有大小均一的特定孔徑。
在采用氣體活化時(shí)，重量減少率可以作為活化度的標(biāo)準(zhǔn)?通常，高活化溫度能一導(dǎo)致微孔增加而不增加總孔體積，低溫形成的中孔較多活化時(shí)間的增加易形成微孔，高水蒸氣分壓則阻止微孔的發(fā)展。
在采用化學(xué)活化時(shí)，不同活化劑及其用量使化學(xué)活化法在制備不同孔徑分布及不同表面化學(xué)特性的活性炭表面變得更加自由。常用的活化劑有堿金屬、堿土金屬的氫氧化物、無機(jī)鹽類以及一些酸類，如KOH, NaOH, ZnC12, CaC12, H3PO;等，其中目前應(yīng)用*多的是KOH,在活化過程中，主要是通過不同溫度及氣氛來控制不同表面氧化物的生成。對于吸附酸性化合物，要求煤質(zhì)柱狀活性炭具有較多的堿性表面氧化物，而富于酸性表面氧化物的炭更易于吸附堿性化合物。在活化過程中添加大量的KOH之類的堿具有較好催化活化作用。
碳沉積技術(shù)主要調(diào)整活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)，使其具有分子篩性質(zhì)，提高氣體分離一的選擇性，目前被大量用于生產(chǎn)變壓吸附(PSA)中所使用的吸附劑。碳沉積包括氣相碳沉積與液相浸漬后熱解碳沉積，目前應(yīng)用較多的是化學(xué)氣相碳沉積(CVD)，其方法是在含苯之類的烴類氣體中對煤質(zhì)柱狀活性炭進(jìn)行熱處理，使烴類氣體分解析出的熱解炭沉積在活性炭表面，以縮小孔徑。
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