活性炭孔结构研究成为当下追逐热点

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研究者对空气氧化法构造炭材料纳米孔进行了深入研究，使用温和的温度进行活化，原料为市场上购得的酚醛树脂球状炭（直径约15um， B.E.T比表面积很小），干空气作为活化剂，采用不同活化温度（355~430℃）、不同停留时间（1h-10h）进行活化。不同温度条件下的氧化结果 表明，同一温度下的氧化结果与停留时间呈对数关系，400℃下氧化效果较佳。位移因子与温度呈线性关系，温度越高位移因子越小。在最初的1h（400℃） 氧化过程中，首先形成极微孔;至6h时，超极孔逐渐减少，超微孔逐渐增加;当氧化时间超过l0h时，极微孔和超微孔数量都急剧下降，中孔数量开始缓慢上 升，最终导致比表面积降低。在氧化的最初1h内（400℃） B.E.T比表面积上升至400㎡/g形成的孔隙大部分为微孔。这是由于酚醛树脂前驱体炭化过程中封闭孔转变为开口孔的缘故。实验证明，氧化反应首先发生 在球体表面，依次通过大孔、中孔、微最后进入球体内部。

活化过程存在以下几个缺点：1、中孔通常是微孔扩大后得到的，即中孔消耗了部分微孔;2、活化过程中部分碳原子气化转变成CO和（或）CO2，导致活性炭 最终得率降低;3、通常活化过程需要消耗大量的高温水蒸气或化学药剂作为活化剂。上述缺点导致活性炭生产成本居高不下，但同时也为开发多孔炭材料制备新工 艺提供了突破口。

气体氧化两步活化法诸多文献中都有报导，第一步是较短停留时间下高温处理，第二步是低温下长时间停留。以球状炭活化为例，首先在500℃下停留3h,第二 步在415℃下停留较长时间。实验结果表明，制备相同比表面积的产品时，两步活化法的产品得率比一步法高将近10%。

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