机械力化学法制备活性炭的作用及其机制

研究采用机械力化学法进行活性炭制备，充分利用机械力化学效应引起的能量累积，材料的晶型转变、结构变化、物性改变,以及混合物组分间化学反应等一系列物理化学变化达到降低木质原料炭化、活化反应所需的反应活化能，激发与促进活化反应的发生，使木质等材料得到高效的炭化、活化，从而能多、快、好、省地制备活性炭及微纳米吸附材料。课题旨在揭示其中的作用机理及体系产生的机械力作用、热力作用及化学力作用的协同效应等现象与机制。研究从机械力化学效应这一新角度阐释活性炭活化机理及活性点成因等科学问题，从而为目前活性炭行业存在生产成本高、生产过程中易产生污染等实际问题提供解决途径，同时亦可为研究开发具有较高吸附性，较好环境相容性的吸附净化材料提供新思路与理论基础。

研究以杉木屑为原料，以机械力化学法分别采用磷酸法、氯化锌法、磷酸-硝酸钾啊、碳酸钾法和醋酸钾法不同活化助剂制备了高吸附性能的活性炭。建立了试验数学模型，对机械力化学法制备活性炭的影响因素进行了试验优化设计，并进行了分析验证，探讨了影响机械力化学法活性炭孔隙结构、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的各种制备因素，确定了制备活性炭的最佳制备条件。并对其中的作用机制及体系产生机械力、热力及化学试剂作用的协同效应等现象与机理进行研究。另一方面，对上述制备的活性炭用比表面积及孔隙分析仪、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱仪等作进一步表征，为机械力化学法制备高性能活性炭提供了理论依据，为木质等材料能得到高效的炭化、活化，从而能多、快、好、省地制备活性炭及微纳米吸附材料提供新思路与理论基础。