活性炭基本上是非結(jié)晶性碳，它由微細(xì)的石墨狀微晶和將它們連接在一起的碳?xì)浠衔锊糠纸M成?；钚蕴砍醯脑先缒静?、煤等，經(jīng)炭化、活化等過程后，活性炭中部分碳原子之間已形成了微晶碳(活性炭的基本結(jié)晶)，但是其面網(wǎng)結(jié)構(gòu)卻沒有采取石墨那樣規(guī)則性的積層結(jié)構(gòu)，而是形成圖1-1(b)那樣的亂層結(jié)構(gòu)。除微晶碳外，活性炭前驅(qū)體經(jīng)炭化、活化等過程后仍然有部分未晶化的碳，活性炭被認(rèn)為是由微晶群和其他未組成平行層的單個網(wǎng)狀平面以及無規(guī)則碳組成的多相物質(zhì)。
目前，在X射線衍射分析的基礎(chǔ)上，已發(fā)現(xiàn)活性炭的微晶碳有兩種不同的結(jié)構(gòu)，一種是類石墨結(jié)構(gòu)的微晶碳，其大小隨炭化溫度而變化，大小約由三個平行的石墨層所組成，其寬度約為一個碳六角形的九倍，它與石墨相比，微晶碳中平面面網(wǎng)之間排列不整齊，稱為“亂層結(jié)構(gòu)”，與石墨結(jié)構(gòu)的比較如圖1-1所示;另外一種微晶碳是由于石墨網(wǎng)結(jié)構(gòu)之間的軸向不同，面網(wǎng)之間的間距也不整齊，或石墨層間扭曲，可能因雜原子(如氧、氮等)的進(jìn)入而穩(wěn)定，碳六面網(wǎng)被空間交聯(lián)而形成無序的結(jié)構(gòu)。Riley認(rèn)為，在大部分碳材料中(包括活性炭)均含有這兩種結(jié)構(gòu)類型，而活性炭的終特性則取決于它是以哪種類型的結(jié)構(gòu)為主。
富蘭克林把除金剛石以外的碳素物質(zhì)分為容易石墨化的易石墨化碳素和難
1.活性炭原料的影響
(1)木屑樹種的影響 實驗證明，活性炭的吸附性能與木屑樹種有密切的關(guān)系，多數(shù)情況下，認(rèn)為杉木屑較松木屑好，松木屑較硬雜木屑好，軟雜木屑較硬雜木屑好，材質(zhì)硬的木屑會影響氯化鋅溶液的滲透速度。但通過選擇適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)條件，采用混合木屑作原料，也可以克服由原料所引起的不利影響，生產(chǎn)出合格的活性炭。
(2)木屑含水率的影響木屑含水率對炭活化過程沒有直接影響，但會影響氯化鋅溶液的滲透速度，因而影響氯化鋅溶液浸漬的時間。對連續(xù)浸漬或混合過程尤為重要。含水率高(在纖維飽和點(diǎn)以上)的木屑不僅會降低氯化鋅溶液的滲透速度，而且要降低氯化鋅溶液濃度，從而影響炭活化效果。因此，當(dāng)木屑含水率超過30%時，浸漬時間要求在8h以上，當(dāng)木屑含水率在纖維飽和點(diǎn)以下時，氯化鋅溶液的滲透速度要快一些。木屑含水率在15%以下時，混合時間短(15min)。木屑含水率還影響其對氯化鋅溶液的吸收量。例如，生產(chǎn)顆粒活性炭，吸收一定數(shù)量的濃度較低的氯化鋅溶液，因此要求木屑含水率不超過 5%。當(dāng)生產(chǎn)糖用活性炭時，吸收足夠數(shù)量的高濃度的氯化鋅溶液，如果木屑含水率過高，就會降低氯化鋅溶液的濃度，從而影響鋅屑比，終影響活性炭的孔徑分布。
活性炭燒結(jié)封團(tuán)、導(dǎo)致活性炭的各種性能開始下降、活化時間選擇在1b較好。 Ahoed 等通過氯化鋅活化棗核制備了活性炭、結(jié)果表明、當(dāng)活化時間由6h增加至3.5h時，得豐由43%降低至29%，在初的1.25h內(nèi)降低得快、并在此時達(dá)到了大碘吸附值837.54mg/g、且在前1.25h內(nèi)是有利于中孔增加的、隨著活化時間的增加、中孔開始塌陷變?yōu)榇罂?，第四?jié)其他化學(xué)活化法
活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛、在應(yīng)用過程中發(fā)揮作用的主要是孔結(jié)構(gòu)和表而官能團(tuán)、所以根據(jù)市場的需求有很多科研人員開始關(guān)注組合活化法，包括物理化學(xué)法、化學(xué) 化學(xué)法、微波-化學(xué)法等。
一、物理-化學(xué)活化法
物理化學(xué)活化法是結(jié)合物理法(CO:、水蒸氣法等)與化學(xué)法(磷酸、氯化鋅、氫氧化鉀法等)制備活性炭的一種方法、此類活性炭具有特孔結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán)。Dolas等?)采用開心果殼與氯化鋅前期浸清后，通過后續(xù)的高溫CO=活化法制備了BET比表面積為3256m2/g、孔容積為1.36cm'/g的活性炭，而采用氯化鈉溶液浸清的開心果殼采用高溫CO:活化制備了 BET比表面積為3895m/g、孔容積為1.86cm’/g的活性炭。Arami Niya等()采用油棕櫚殼為原料，先采用少量氯化鋅或磷酸法活化制備具備初期窄微孔的活性炭、然后采用高溫CO:活化制備了甲烷吸附用活性炭，此方法可以使得活性炭的孔結(jié)構(gòu)均勻化分布、有利于甲烷的存儲。
二、化學(xué)-化學(xué)活化法
化學(xué)-化學(xué)法是指結(jié)合兩種不同的化學(xué)活化劑進(jìn)行活化制備活性炭的方法。 Heidari等()采用赤桉木為原料，先使用磷酸或氯化鋅活化制備早期活性炭、然后采用氫氧化鉀法進(jìn)行二次化學(xué)活化、制備了具有較高微孔含量(98%)的 CO;存儲用活性炭。
三、微波-化學(xué)活化法
微波-化學(xué)法是指以微波加熱的方式來提供化學(xué)法(磷酸、氧化鋅、氯氧化鉀等)活化所需熱量來制備活性炭的方法，微波加熱相比傳統(tǒng)加熱方式的優(yōu)點(diǎn)是可以大幅度縮短活化時間，可以控制在10min左右，Lu等“)以竹子為原料，采用微波加熱磷酸活化法制備了比表面積為1432m/g、孔容積為0.696cm'/g的活性炭產(chǎn)品、得率可達(dá)47.8%，Hesas等通過微波氧化鋅
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