物理活化法制备木质素基活性炭及其孔结构演化
文献综述
一、前言
活性炭是一种具有丰富的孔结构和巨大的比表面积的碳吸附材料。具有吸附能力强，化学稳定性好，机械强度高，再生方便的特点。基于活性炭的这些优异性能，自20世纪初期出现以来，它已被广泛用于各个领域。目前，制备活性炭的原料主要来源于化石原料和生物质类原料。然而，随着日益突出的环境问题和化石资源的枯竭，人们亲身经历了生态环境的恶化对人类生存和可持续发展产生了巨大的负面影响。能源危机和环境恶化已引起全世界的广泛关注。为了减轻对化石资源的依赖，减少环境污染和破坏。因此，从资源储备和环境保护的角度出发，以木质素为原料制备多孔活性炭具有重要的战略意义和良好的社会，经济和环境效益。本文通过分析目前过国内外部分部分专家学者对物理活化法制备木质素基活性炭及其孔结构变化的总体概况，梳理、总结了相关文献，拟结合物理活化法制备木质素基活性炭及其孔结构演化的实际情况，开展进一步的研究。
二、国内外相关研究现状
制备活性炭的具体工艺虽然有很多种，但是其中的原理和总步骤是相同的，即把各种原料先经过炭化后，再活化成为活性炭。活化处理过程中是为了在已经获得的碳结构的基础上形成较多的孔隙结构，从而提高活性炭的性能。目前，我们活化处理的方法主要包括化学活化法和物理活化法两种。对于物理活化法而言，它不是采用化学试剂作为活化剂，而是以水蒸气或二氧化碳等气体作为活化剂，这样不仅不用考虑在制备得到活性炭后回收化学活化剂的问题，而且不会对设备造成一定的腐蚀，降低了活化设备的要求，从而可以大大地降低活性炭的制备成本。
（一）国外研究概况
Rodriguez-Mirnsol等(Rodrigucz-Mirasol et al, 1993) 先采用了350 ℃炭化温度炭化，再在800 ℃条件下用二氧化碳对桉树硫酸盐酸析木质素活化40 h,制备出了比表面积为1613 ㎡/g的活性炭，当温度提高到850 ℃时只需要半的活化时间便可制得与其相当的比表面积的活性炭:该研究表还表明随着活化时间的增加，开孔作用减弱，而扩孔作用在逐渐加强。
Crrott 等(Carot et al, 2008)以酸水解木素和破木质素为原料，采用二氧化碳为活化剂在750 ℃条件下活化0.5 h,得到的活性炭比表面积只有460-605 ㎡/g,当时间增加至1080分钟时，比表面积可达到1644 ㎡/g;但采用水蒸气为活化剂时，在同样温度下活化30 分钟的活性炭的比表面积仪79 ㎡/g.
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