活性碳产品 (DOC)

种酸类、醇类、酚类等合碳有机挥发物。同时还能抑制焦油的产生，更多地保留了原料中的碳素。这可以从磷酸复合活化剂法制活性炭的得率加以证实。原枓木屑的一般元素组成是：C一一49.5%，H—3.3%，0——44%。活性炭的理论得率应是49.5%，由于木屑活化过程中甲基氧和乙酰基氧等脱离而损失部分碳，因此实际得率为35%——40%，若以原料木屑中碳元素含量为100%，则磷酸复合活化剂法的活性炭得率高达‘70%——80%，而气体活性法的活性碳元素得率（以原料中碳含量计）只有磷酸复合活化剂法的三分之一左右。如果木屑中的氢和氧在炭化过程中多数是以碳氢化合物或含氧的有机化合物的形式分解，活性炭的得率不可能有这样高，只有多数氢和氧以水的形式脱除这一事实才能得到解释。说明磷酸复合活化剂具有很强的脱水作用。磷酸复合活化剂强脱水作用使活性炭的得率是气体活化法的三倍。 （3）加速炭、活化过程

炭、活化需要在一定温度下进行，原料炭化和气体活化即使直接加热也是通过烟道、空气或水蒸汽作为载热体的，这些气体的导热系数很低，较液态磷酸复合活化剂的导热系数要低十几倍，较固体磷酸复合活化剂低的更多。此外，由于磷酸复合活化剂对木屑的润胀作用，它能渗透到原料颗粒内部，使原料受热均匀。因此，浸渍过磷酸复合活化剂的木屑升温快而且均匀，不发生局部过热。一般磷酸复合活化剂炭、活化时间为l—3h，而水蒸汽活化法则需要50—72h，大大的减少了活化时间。 （4）改变了炭化反应历程

本质原料炭化时，除了产生低分子化合物，如醋酸、甲醇及其他

酮、醛、酷外，还产生大约占原料10%— 15%的木焦油，炭化产生的气体呈赤橙色，冷凝后得到黑褐色粘稠液体，具元素组成见表3-1 。

表3-1 木焦油元素组成 木焦油名称 松根焦油 气化焦油 溶解焦油 由表3-1可知，木质原科仕灰化时生成大量的焦油而降低碳的得率。浸渍过磷酸复合活化剂的木屑料炭化时，产生少量的焦油。有人曾把添加或不添加化学药品的杉木屑，分别进行炭化，其结果见表3-2

表3-2杉木屑在添加化学药品后，进行干馏产生气体的温度和馏出液的颜色

药品种类 不加药品 产生气体速度大的温度范围 250`350 馏出液的颜色 赤橙 赤褐 淡黄 淡黄 赤褐 元素组成% C 81.15 79.37 52.54 H 8.82 5.45 5.29 O 11.03 12.18 41.26 加CACL2（占木屑重100%） 250~350 加ZnCl2（占木屑重100%） 150~300 加P20s（占木屑重100%） 加NaOH（占木屑重100%） 100~280 170~350 从表3-2可以看出，木屑加ZnCl2和P205（H3P04）后，炭化温度大大降低，焦油颜色明显变浅，说明磷酸复合活化剂改变了木

屑的炭化反应历程。。它使木屑加热分解主要不是生成碳氢化合物和含氧的有机化合物，或者说把生产的焦油等含氧有机化合物已经很好地分解了。

（5）磷酸复合活化剂的芳香缩合作用

对磷酸复合活化剂活化法初期所生成的产物进行分析测定，结果认为一部分原料是在液相炭化而形成了炭的结构，称这种作用为芳香缩合。用木屑或纤维素作原料，以15%～65%的磷酸复合活化剂水溶液在140℃温度下浸渍，然后将溶剂抽出物用紫外吸收光谱法进行分析测定结果发现有葡萄糖、醛糖、糖醛酸和糖酸等一些分子量约为160_240的物质。这些物质在更高的温度下（300℃以上）炭化成炭的组成部分。由此推测，木屑原料最初被ZnCl2溶 溶\\液水解并低分子化。接着催化脱水，并促进中间产物糖醛酸和醛糖缩合成缩醛，受热后进一步环芳香族化，这种凝缩类炭在磷酸复合活化剂溶液中不溶解，而在沽化过程中形成炭的乱层微晶结构。还要指出的是，在这期间，磷酸复合活化剂呈液体状态，具有流动任，当灰分子重排时，不起阻碍作用，并还有利于炭的孔隙结构的形成。磷酸复合活化剂加快了炭的孔隙结构的形成。

（6）磷酸复合活化剂的骨架作用

研究者作认为磷酸复合活化剂在炭化时形成骨架，给新生碳提供沉积的骨架。新生碳具有初生的键，对无机元素有吸引力，能使碳与无机元素牢固地结合在一起，就象用含碳物质烧锅炉一样，吸附在锅炉壁上的炭很难用机械方法除去。当用酸和水把无机成分溶解洗净之后，碳的表面便暴露出来，成为具有吸附力的活性

炭的内表面积。磷酸复合活化剂使活性炭的硬度增加了。 综上所述：磷酸复合活化剂的润胀作用使物料在100℃以下就能塑化，大大力口快炭化速度；磷酸复合活化剂的脱水作用，磷酸复合活化剂的作用改变了炭、活化反应历程，碳中的氢和氧以水的形式脱除，而不是按通常的热解反应形成各种酸类、醇类、酚类等合碳有机挥发物。同时还能抑制焦油的产生，更多地保留了原料中的碳素，使活性炭的产量大大提高：加速炭、活化过程，改变了炭化反应过程，使活性炭的过渡孔结构更加合理；磷酸复合活化剂的芳香缩合作用有利于炭的孔隙结构的形成；磷酸复合活化剂在炭化时形成骨架，给新生碳提供沉积的骨架。该技术的应用使产品的性能得到极大的提高，最优活性炭样品的比表面积可达1800平方米／克，产量增加了15%，化学用品使用量减少30%，活化温度降低50℃，大大的节省了能源，减少了活性炭生产对环境的污染。

三、活性碳

活性炭是一种具有特殊微晶结构、孔隙结构发达、比表面积大、 吸附能力强、非极性的炭材料。它作为一种优良的吸附剂，已经广 泛应用在制糖、医药、食品、+饮料、化工、电子、农业、人们的衣食住行、国防之类工业部门及环境保护中获得了广泛的应用，而 且作为家用净水器、冰箱除臭剂、防臭鞋垫及香烟过滤嘴等制品 中的核心材料，已经与人们的日常生活有越来越密切的联系。近年来，随着工业的发展，活性炭吸附法已经成为防治环境污染、净化 人类生活环境的强有力手段之一，活

性炭用途更加宽广。随着我国经 济不断的快速发展；我国对活性炭的市场需要也越来越大。

活性炭不溶于水和其它溶剂，具有疏水性。化学稳定性高，能长期保存。除了高温下同氧接触、同臭氧、氯和重铬酸盐等强氧化剂反 应外，在绝大多数的实际使用条件下都极为稳定。能在广泛的PH值 和多种溶剂中使用，也能在高压和高温的条件下（如在催化合成反应中）使用，还能用来除去放射性物质，以及除去在宇宙飞船上空气、水的密闭系统短时间内性能的恶化。

因此，活性炭不仅可以广泛应用于气相领域而且还可广泛应 用于液相吸附领域。活性炭主要用于气相和液相领域中的物质的 精制、捕集或回收、分离三种。精制是指：在含有主要是有效成 分的气体或液体中，用活性炭吸附除去不需要的杂质成分，以提 高产品的使用价值的操作。捕集或回收是指：从由几种成分组成 的气体或液体中，用活性炭吸附有效的成分，解吸后获得更浓或 者更纯产品的操作。分离是指：将几种成分所组成的气体或液体， 利用活性炭的吸附作用分离成不同成分或者成分组合的操作，以 达到净化的目的。

活性发液相处理效果主要列举如下： 1)脱色。

2) 除去在可见光波长以外，有吸光性的物质。