高比表面积活性炭是一种极具潜力的吸附材料,在气体燃料的吸附存储、吸附分离、催化过程、双电层电容器等诸多方面表现出巨大的应用前景。以KOH活化为代表的化学活化法可以得到比表面积超过3000m2/g的活性炭,但是大量化学试剂的使用,不仅造成设备的腐蚀,还使后续处理工艺复杂化。活化后活性炭需要进行酸洗和水洗,洗涤过程产生的大量废水需要经过复杂的处理工艺后,才能达到环保排放的要求。这些都大大提高了活性炭的制备成本。与化学活化法相比,物理活化法的生产工艺简单、清洁,不存在设备腐蚀和环境污染的问题,如无特殊需要,活性炭不需要清洗,可直接使用,已经得到越来越多的关注。但是物理活化的活化速率低、能耗高、产率偏低。如何有效降低制备成本已成为开发物理活化工艺的关键。水蒸气活化的速度相对较快,但是一般很难得到比表面积超过2000m2/g的活性炭。CO2活化,可以制备出高比表面积的活性炭,但是需要几十,甚至上百小时的活化时间。
本研究采用的活化方法可以在较短的活化时间内制备出高比表面积活性炭,总活化时间不超过20h,比表面积可以达到2800m2/g。与单一的CO2活化相比,活化时间大大缩短。第一阶段的活化程度直接影响着第二阶段活化时间和活性炭收率。第一阶段的活化程度越高,得到高比表面积的活性炭(2800m2/g左右)需要的活化时间就越短,但活性炭的得率就会降低,应当综合考虑活化时间和活性炭得率.



