Question

不同原料造出的活性炭性能会不同吗？

Answer 1

省流：会不同，并且除了原料，其他参数不同也会产生影响。
详细：我把我本科论文的一部分截给您看看。虽然是介孔碳，但也是活性炭的一种。
本节将会对直接碳化法、活化法以及模板法三种主要介孔碳制备方法的 孔参数影响因素进行总结与比较。
（1） 直接碳化法
对于常以生物质材料作为碳源的直接碳化法来说，由于生物质材料的粒 径、成分各不相同，获得的多孔碳材料在孔结构上存在着较大差别。王刚的 研究中[93] ，猪毛与羊粪两种不同的生物质材料在完全相同的处理与制备过 程做出的介孔碳材料，其 BET 比表面积分别为 813 m2 /g 与 629 m2 /g，相差 了 29.23%，但是王刚只是提到了生物质粒径不同造成了这种差异，并没有 给出造成这种差异的具体机理解释。
Pacioni 等人[129]通过观察发现，生物质 材料中的挥发分与碱金属元素的存在会影响多孔碳材料的形貌，其中碱金属 元素可以起到活化的作用，生物质材料本身的孔隙结构也对孔道的生成提供 了便利条件[83]。
除了材料，碳化煅烧的温度也对孔道的形成有着一定的影响：陈衍政 [91] 在使用直接碳化法制备介孔碳的过程中，总结了不同碳化温度下产品的 孔径分布，如图 3-9 所示：结果发现，随着温度上升，由于孔道坍缩孔径变 小，但是在温度的进一步上升的过程中，孔径的分布开始均匀。 Encarnacio´n 等人[120]利用海藻制备介孔碳的过程中发现，焙烧温度从 600℃提升至 900℃时，对 N2 的吸附过程中吸附回环没有变化，但是 BET 比表面积从 746 m2 /g 提升至了 1307 m2 /g，这说明材料在保持介孔结构不变 的同时，生成了大量微孔。
（2） 模板法
由于模板的缘故，模板法产物的形貌特征与参数主要取决于模板本身的 性质。对于硬模板法来说，模板材料的孔道之间是否具有微孔连接是产物是 否有序的关键所在。以 SBA-15 为模板制备六方介孔碳 CMK-3 为例：如果 模板材料没有微孔相互连接，那么在去除模板之后介孔碳会发生坍塌；反之 整个会因进入微孔中碳的支撑而保持有序结构，如图 1-10 所示。同时，由 于模板的作用，碳源的不同对介孔碳的形貌不同没有太大的影响[97]。
对于软模板法来说，由于软模板与碳前驱体自组装的特性，可以通过改 变软模板材料来控制最终产物的形貌结构。除了更换软模板材料以外，还可 以在反应中加入长链烷烃作为催化剂来改变产物的孔隙[104]。除此之外，使 用混合碳源也可以对介孔的生成产生影响。Tanaka 等人[130]利用间苯二酚、 间苯三酚、甲醇作为混合碳源，F127 作为模板，合成的有序膜材料有着极其丰富的介孔结构。在原理阐述与造孔过程中提到，使用软模板法制备介孔 碳材料，其孔结构初步形成于碳前驱体与软模板结合时，所以，改变其结合 程度可以控制介孔的生成。
Hu 等人[131]通过加入表面活性剂与改变反应条件 的方式控制聚合度，最终制备了不同介孔含量的有序介孔碳。改变原料与模 板比也能得到不同形貌的介孔碳结构。Yang 等人[132]使用 F127 作为模板， 并制备了 UPF 树脂作为混合碳源，通过简单调节二者的质量比可以得到三 维体心立方和二维六边形等多种介观结构的介孔碳材料。 综上所述，对于硬模板法来说，硬模板材料是产品形貌表达的最重要影 响因素；对于软模板法来说，通过不同手段改变自组装反应过程可以选择性 控制产物的介观结构。
（3） 活化法
根据活化机理的不同，不同活化剂会对最终的活化结果产生影响。对比 CO2 与 H2O 两种最常用的物理活化剂，CO2 的反应活性小于 H2O，所以反 应速度小于后者[133]。两种气体的反应过程也有一定的区别：前文已经提到 物理活化的孔隙形成是开孔、扩孔、新孔三个方面，CO2 在活化过程中先开 孔再进行扩孔，而 H2O 在活化的过程中是通过不断地扩孔最终得到介孔与 大孔的结构[108]。化学活化法的活化机理还没有彻底明晰，目前认为不同的 活化剂活化机理不甚相同：磷酸作为活化剂时，通过环合和缩合等过程促进 碳前驱体的键裂解和交联的形成[134]；氯化锌在活化过程中会使原料发生脱 氢反应，形成孔径集中的多孔材料[133]；KOH 是目前活化产物性能最佳的活 化剂，认为是通过一系列反应形成了 K2O 等具有氧化性质的物质，并且， KOH 活化后的比表面积比水蒸气及 CO2 等物理活化剂高得多[135]。
除了活化剂，其他活化条件也会影响孔的形成。M.A Lillo-Ródenas 等 人[127] 探究了不同气氛下 NaOH 的活化效果，具体实验条件及活化结果如图 3-11 与图 3-12 所示。通过对比发现，N2 的气流越大比表面积越大、NaOH 的活化过程中 CO2 作为气氛并不会产生孔隙、在保温过程中加入水蒸气并 不会使比表面积变得更大。吴建等人[136]研究了不同活化温度下 KOH 的活 化效果，根据 700℃、800℃、900℃三组结果的比对，发现随着温度的升 高，KOH 对碳前驱体的刻蚀效果增强，孔径逐渐增大，并且在 800℃时表 现出了大量孔径为 4-6nm 的介孔。

Answer 2

果壳活性炭与煤质活性炭的区别
果壳活性炭是由锯末、果壳等为原料制造的活性炭产品，煤质活性炭是由煤炭为原料制造的活性炭产品。由于生产原料不同，煤质活性炭与果壳活性炭在产品特性、技术特点、生产工艺等诸多方面存在不同，从而影响到应用领域也相对有所区分。

煤质活性炭相比果壳活性炭含有的重金属和灰分较大，产品纯度相对较低，并且由于主要采用物理法生产，孔隙主要为微孔，适宜小

分子吸附，一般被用于液相吸附中的石化、冶金、印染、污水处理等工业领域:而果壳活性炭的灰分低、杂质少、易提纯，化学法生产工艺下容易调整活性炭的孔隙分布结构,微孔、中孔均发达，应用广泛，尤其在食品饮料、医药等对吸附性能要求较高、对产品安全性要求较高的领域应用，是煤质活性炭无法替代的。

煤质活性炭的产品强度较大且便于回收利用，因而经常被用作气相吸附:果亮活性炭强度较低，传统上不用于气相吸附，但是，随着技术的进步和生产工艺的改进，果壳活性炭的应用目前也已经扩大至一些新兴的气相吸附领城如油气回收， 家用空气净化等，并且随着人们对健康、环保重视程度的提高，其在气相吸附领域的应用空间将进一步增长。

Answer 3

木质活性炭好于煤质活性炭，椰壳活性炭好于果壳活性炭