果壳活性炭制备过程以及孔结构发展的机理

　　果壳活性炭制备过程，系统内维持一定压力可以改变活性炭的吸附性能和孔径分布。由椰壳TG-DTG曲线可知，热解初始至150℃，原料中含有的自由水分首先蒸发出来，150~240℃阶段，轻基缩合反应脱出结构中的水，这些水分在系统密闭条件下使气压增加。随着系统内温度进一步升高，椰壳中各种组分和官能团逐步开始热解，并释放出大量有机气体。如前所述，系统中还有密封在反应器内的空气，同时原料吸附的空气受热释放出来，这些气体受热膨胀使系统内压力进一步升高。

　　系统压力升高促进活性炭孔结构发展的机理是：首先，在微压力下，热解反应过程中，压力增加，影响热解反应过程，延长未炭化物在原料内部的停留时间，促进二次反应，比常压产生更多的轻质组分，在逸出至固体表面过程中形成更多孔隙结构;其次，热解过程压力能够影响热解反应平衡，提高固体炭转化率，加快气一固反应的速率，从而导致固体炭产物形成较多孔隙率，提高产物得率。

　　本实验考察了系统压力对活性炭孔结构和吸附性能的影响。分别在系统密闭和不密闭的情况下，升温速率为10℃/min，热解活化温度为900℃，分别保温2h、4h、6h,制备椰壳活性炭。系统压力对活性炭吸附性能有什么影响呢?系统密封条件下加热产生微压力，反应器未密封则系统在常压下反应制得活性炭的吸附性能列于表中。

　　由表中数据可知，系统在微压力条件下，活性炭样品得率明显高于常压条件制备的样品。微压力条件下制备的活性炭的业甲基蓝吸附值明显低于常压条件制备的活性炭，而碘吸附值恰恰相反，明显高于常压条件下制备的活性炭。这说明椰壳在微压力条件下热解易促进微孔的形成和提高活性炭的得率。这是因为，微压力的存在影响了热解反应平衡，提高固体的转化率。系统在常压力的情况下，反应过程中空气易进入反应器内部，造成炭骨架烧失，扩孔的同时，活性炭的得率下降明显。