氮气保护下对活性炭在不同条件进行微波改性处理

在高纯氮气的保护下对活性炭在不同条件进行微波改性处理

     在高纯氮气的保护下对活性炭在4种不同功率和作用时间下进行了微波改性处理，利用ASAP2010氮气吸附仪和X-射线分析仪测

定了活性炭经微波处理后孔隙结构和基本微晶的变化，通过对比分析探讨了微波加热对活性炭孔隙结构的影响。结果表明：微波处

理使活性炭比表面积变化不大，孔容稍有缩小，主要变化发生在中孔范围，孔径分布变化不大，只是向小孔方向发生稍微的移动，

活性炭基本微晶增大，石墨化程度提高。活性炭作为一种吸附催化材料，已在化工、石的孔径和吸附质分子直径的比值为1.7~3.0，

对需要重复再生的吸附剂这一比值为3~6或更高。 为了适应各种功能的要求，活性炭需要有适当尺寸的大孔、中孔和微孔，孔隙调

整的目的是使活性炭的细孔与吸附分子尺寸相当，提高其对不同吸附质的吸附能力。孔隙调整的方法取决于活性炭的孔结构，如孔

径的大小、孔容的大小等，有的需要开孔，扩孔，有的则需要缩孔。开孔和扩孔常用的方法是控制活化程度，缩孔的方法直径由

1.95nm降至1.93nm。比表面积基本不变，这是由于对比表面积的影响主要取决于微孔。 从实验中可以很清楚地看出：总孔容积减少

主要发生在2~10nm的孔直径范围内，占总孔容积减少的60%左右，微孔容积减少只占总孔容积减少的20%左右。
　　 微波对活性炭进行改性处理，表现为活性炭温度急剧上升，这种高温热处理可以引起炭骨架的收缩，从而导致孔结构的变化，

使其微孔及中孔的孔容有所降低，但由于热处理产生的炭骨架的收缩对各个孔径的微孔和中孔的影响是一致的，不同孔径的孔都发

生收缩，从而使孔容下降，孔径分布向小孔方向稍有移动。 对于不同微波功率和处理时间来看，由于高温处理对中孔和微孔的影响

是一致的，故主要是导致了它们的孔容和比表面积的不同差异，而各自的孔径分布都变化不大，只是向小孔方向有稍微的移动。
　　 微波处理对活性炭基本微晶的影响活性炭的微晶结构尺寸d002和Lc的大小可以判断炭的石墨化结构的发育程度。根据实验得到

的微波改性活性炭的X-射线图谱可以看出，微波改性活性炭样品与原晶发生不同程度的热膨胀，造成孔隙塌陷，孔容积减少；石墨

基本微晶层与层之间的间距d002减小，La增大，微晶长度Lc增大，无序化程度减弱，有序化程度提高，这就意味着热处理后活性炭

石墨化程度提高。结论 微波处理使活性炭比表面积变化不大，孔容稍有缩小，主要变化发生在中孔范围，孔径分布变化不大，只是

向小孔方向发生稍微的移动，活性炭基本微晶增大，石墨化程度提高。
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