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广东韩研活性炭科技股份有限公司
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阅读：1640发布时间：2021-11-29
煤质活性炭与木质活性炭性能差异的本质原因，从研发活性炭实践数据了解到，果壳、椰壳类的原料所生产的活性炭，孔隙均匀，硬度高，抗磨性好，微孔容积极大，比表面积高达1500/g以上。而且对于木质原料，无论是化学活化工艺还是水蒸气活化方法，均匀得到高吸附性能的微孔炭。而煤质活性炭中，除了极少以泥炭(结构上与木质原料相似)为原料制备的活性炭具有较高的比表面积外，煤质活性炭的吸附性能普遍低于木质活性炭。
造成这种差别的原因首先是煤和木质原料在结构上的差异。随变质程度的不同，从褐煤到无烟煤，含有由少到多的芳环数，结构越来越致密、有序，尤其是高质程度的无烟煤，结构序理大大增加，已接近三度空间的有序结构。木质原料主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，结构上含有较多的氧，如纤维素分子的重复单元中含有相当于5个水分子的H和0，远远不是石墨结构，甚至连石墨的基本结构—芳环尚未形成。
木质原料和煤在炭化过程中的差别更强化了它们在结构上、进而在活性炭产品吸附性能上的差别。
如前所述，煤质活性炭的煤在炭化时一般形成液相，有利于中间相的生成和发育，使微晶的择优取向成为可能，易于生成易石墨化、各向异性的炭素前驱体，这就决定了以后的生成的活性炭性能低劣。无烟煤尽管在炭化时不生成液相，但在炭化前就已是各向异性的结构，因此炭化后呈易石墨化结构也是意料之中的。
木质原料的炭化是典型的固相炭化，炭化料可保持原料的无定形结构特征，生成各向同性的难石墨化的炭素前驱体。韩研活性炭厂生产技术员和工程师等人研究了纤维素的炭化过程，该过程中的化学转化经历了四个阶段:
a.物理吸附水脱除阶段(25一1500℃)。
b.分子结构的变化不是在分子间进行。
c.通过自由基反应，纤维素环脱水(150一2400℃ )(且脱水基本是在分子内而，酉己糖热裂解，伴随C-。和C-C键断裂，产生C0, COZ ,和四碳原子基团等(240一400℃以上)。
d.芳构化并形成基本微晶(400℃以上)。
X射线分析表明，在炭化的第二阶段以前，纤维素的基本结构维持不变，而从第三阶段以后，就已表现出*无定形的结构。半纤维素、木质素也是木质原料的主要成分，它们和纤维素一样，在分子结构内结合有氧原子，炭化时也不软化，经固相炭化后生成以无定形炭结构为主的炭化物。
因此，与煤的结构和炭化过程均不同，木质原料*的结构以及固相炭化过程，生成了难石墨化的炭素前驱体，再经进一步的固相破坏(活化)过程，可生成性能极优的活性炭。这从根本上解释了煤质活性炭与木质活性炭性能上的差异。(来源：广州韩研活性炭网)
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