活性炭的活化過程是一個複雜的多步驟工藝,主要包括以下幾個階段:
乾燥處理。將原材料(如木質材料)在外部熱量作用下進行蒸發,以去除水分,這一過程通常發生在150°C左右,以避免材料化學成分的顯著變化。
預炭化。溫度升至275°C左右,原材料中的不穩定組分如半纖維素分解,生成二氧化碳、一氧化碳等氣體產物。
炭化。這是最重要的環節,溫度達到400°C左右,原材料急劇地進行熱分解,生成大量分解產物。
氣體活化。將活性炭置於高溫的氣體中進行活化處理,這種方法能夠保留活性炭的孔隙度和表面積,對環境污染較小。
水蒸氣活化。利用高溫高壓的水蒸氣對活性炭進行加熱,膨脹,去除雜質,同時增加孔隙度。
化學活化。將原始活性炭在化學環境中加熱活化,常用活化劑包括氫氧化鉀、磷酸和氯化鋅等,這種方法能夠精確定製孔隙和表面結構。
此外,活性炭的活化過程還包括物理活化法,如熱解法、氧化法等,這些方法通過加熱原本的活性炭,使其微孔和介孔擴張,從而提高吸附能力。活化後的活性炭需要在乾燥通風的環境下存放,以保持其吸附性能。