煤质活性炭原料煤当中的氧、硫等杂质原子有什么影响

白云碳素原创    
2019-05-29 10:52:59
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对活性炭的吸附性能和其他特性较大影响的是氧的存在,氧既可能来源于原料中.也可能来自于活化过程,甚至还可能在成品炭的后处理时附加上。但是,原料中含有一定量的氧(氧官能团)是在活化过程中形成最佳孔径的关键。一般地,富氧原料经活化后比贫氧原料更为均匀的孔径。

实质上,原料中的氧主要是在炭化过程中起作用,煤分子中的氧在煤炭化过程中.有利十产生交联键,进而妨碍了煤分子缩聚,因为必须有一定的编聚反应才能生成足够人的分子而形成中间相。因此,煤中的氧首先是在炭化时阻止中间相的生成,促进生成各向同性的难石墨化的炭素前驱体,为进一步在高温下活化后制备优质活性炭所需的以无定形炭为主的微晶结构打下基础。

煤中的氧多以含氧官能团的形式存在,主要有轻基、羧基(主要存在于泥炭、褐煤及风化煤中)、羟基、甲氧基等,还有非活性氧,即比较不易起化学反应和不易热分解的那部分氧.氧含量随煤种的变化规律是:从褐煤转变到年轻煤时,煤先夫去甲氧基,其次是羧基.这时碳基也适当减少,羟基则减少得较慢:在煤的碳含最为81-89%的范围内,羟基就很快减少。当碳含量达92%时.所有的气都以非活性氧的状态存在。因此,富氧的煤种只能是存在于低阶煤,特别是泥炭、褐煤及长焰煤中。风化煤是富氧煤的一个来源,煤的人工氧化也是生产富氧煤的一个方法。

煤种的氮和硫含量一般比氧少。煤中的所有官能团都是随煤化程度的增加而减少,尽管各种官能团减少的幅度彼此不同。因此,如果抛开一些特殊的情形,较高氮、硫含量的煤一般也是低变质程度的煤。

与含氧官能团一样、氮、硫化合物对炭化时的石墨化也起着阻碍作用,称之为"氧、氮、硫"碍阻。因此为得到非石墨化的碳素前驱体,煤中的有机硫、氮含量应较高。