以電動力學研究木質活性碳的製備與性能

以電動力學研究活性炭的製備與性能

(1)活性炭的製備。木炭雖然具有耐酸、耐堿、耐腐蝕、吸附、導電等性能,但由於木炭的吸附力等方麵的性能比較差,滿足不了科學技術進步的應用需要。為滿足需要必需改變木炭的微孔結構和提高其吸附性能,對木炭進行了物理、化學的活化試驗研究,而生產活性炭。活性炭生產方法一般有兩種:一是物理法,用高溫800~950攝氏度氣體活化,將炭原料在高溫活化爐內,通入高溫水蒸氣或其它惰性氣體為活化劑進行活化,後再經後處理、烘幹等製得活性炭。二是化學法,用氯化鋅或磷酸等為活化劑,浸漬含纖維木質原料如木屑、果殼等,然後送人活化爐在500~600攝氏度進行活化,再經後處理、烘幹製得活性炭。如作特殊用途則進行第二次加工如:製成活性炭電極、電容、布料、過濾器等,提供各方麵新技術的需要。

(2)活性炭的電極:炭作為活性電極時浸入電解液的接觸界麵,有電位差產生。由於有了這種電位差,當與電解液內其它金屬接通外電路時就有電流產生,這時界麵間的活性物質就在化學的作用下放電,在放電過程中漸漸消耗。所以電極的選擇和在電池中的作用與製備是一個重要課題。科學家們考慮到了碳的特點,它有耐溫、耐酸、耐堿、耐腐蝕、導電、吸附、催化等優良性能。所以選擇了炭材料,這對今日電子工業研究用炭關係密切,於是我們在這方麵也注意到活性炭上的電荷、電位、與電能。

(3)活性炭上的電荷:用粉狀活性炭微粒懸浮於蒸餾水中時,在直流電作用下,有的炭向正極移動,有的炭向負極移動;向正極移動的炭表明它們帶有負電荷,向負極移動的炭表明它們帶有正電荷。活性炭有此不同現象是由於它的製備不同,用高溫800qC以上物理法製備的炭,一般具有負電荷。用450~550攝氏度化學法製備的炭,一般具有正電荷。如果再將這具有負電荷的炭,在濕空氣中於400~ 450攝氏度加熱,又會呈現出具有正電荷的炭,兩者可相互轉化。這種現象的產生可歸結於炭表麵氧化物的變化(酸性氧化物與堿性氧化物)。

(4)如上現象,於是科學家把粉末活性炭以電動力學性質分為H型和L型炭:
①H型炭表麵存在有色烯基> CH:或>CH R顯示負電位,吸附酸,pH僮高。
②L型炭表麵存在有羧基R - COOH,酚羥基R- OH等,顯示正電位,吸附堿,pH值低。

如是人們把800攝氏度以上高溫物理法製備的帶有負電荷的炭,稱之為H型炭;把450~ 550攝氏度化學法製備的具有正電荷的炭,稱之為L型炭。以此兩者將其作為“正”、“負”電極試驗測定其兩者之間存在的電位與電流情況。有電位差產生。由於有了這種電位差,當與電解液內其它金屬接通外電路時就有電流產生,這時界麵間的活性物質就在化學的作用下放電,在放電過程中漸漸消耗。所以電極的選擇和在電池中的作用與製備是一個重要課題。科學家們考慮到了碳的特點,它有耐溫、耐酸、耐堿、耐腐蝕、導電、吸附、催化等優良性能。所以選擇了炭材料,這對今日電子工業研究用炭關係密切,於是我們在這方麵也注意到活性炭上的電荷、電位、與電能。

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