有关生物炭与活性炭的调研

活性炭性能最佳，其表面积为10003.2m2.g-1。

张维燕等[13]分别利用椰壳炭和石油焦为原料制备活性炭发现，椰壳炭为原料制备的活性炭以微孔结构为主，占总孔隙结构的80.98%，而石油焦制备的活性炭中孔结构较为发达，微孔比例仅为总孔结构的51.76％。

刘洪波等人，以不同温度下热解(300-800℃)得到的竹炭为原料，采用氢氧化钾活化法制备活性炭，考察热解反应温度对活性炭吸附能力的影响[14]。结果表明，当活化条件相同时，活性炭的吸附能力随着热解反应温度的升高而逐渐增加。

胡志杰，李淳以稻壳为原料，热解后采用水蒸气活化法制备活性炭，考察热解反应温度、活化时间、活化温度和活化剂用量对活性炭性能的影响[15]。

王琼等以废轮胎热解炭为原料，分别采用水蒸气、一氧化碳和含2%氧气的氮气流作为活化剂，考察活化剂种类对活性炭孔隙结构的影响[16]。结果表明，在相同的活化温度下，水蒸气活化的反应速率高于二氧化碳活化，但制得的活性炭比表面积相近，均高于300 m2/g;而含2%氧气的氮气流活化后，活性炭的孔隙多为过渡孔和大孔，比表面积相对较小。

sricharoenhaikul等以麻疯树提纯制备生物柴油后的剩余物为原料热解后，分别以氢氧化钾、磷酸和二氧化碳作为活化剂制备活性炭[17]。结果表明，三种活化剂中，以氢氧化钾活化后得到的活性炭比表而积最大(532.3 m2/g)。

北京化工大学苌柳娜以含钻沥青为原料，通过KOH化学活化的工艺首次制备出活性炭[18]。其制备方法如下：

以中温煤沥青或者中间相沥青为原料，加入一定比例的四水合乙酸钻，研磨后得到不同钻含量的沥青;通过预氧化和预碳化两种工艺对其进行预处理:其中预氧化过程把样品加热至360 ℃，预碳化在N2气氛中进行，在碳化炉中加热至500℃;将预处理后的原料与KOH, NaBH4按照一定的比例混合研磨后放入镍柑祸中，N2气氛中加热至700 ℃到1000 ℃进行活化，取出活化料，酸洗后用去离子水洗至中性，烘干，制备得到了活性炭。

南京林业大学冒海燕以农林废弃物（松木片、麦秸）为原料，采用微波加热和 KOH 活化技术制备活化生物质炭[19]。

该研究首次采用 KOH和微波加热联合制备活化生物质炭，并探讨KOH/生物质炭的配比对活化生物质炭的孔隙结构和吸附性能的影响。主要化学试剂如表2，主要实验仪

器如表3。

表3 主要化学试剂

表4主要实验仪器

活化生物质炭的制备工艺如图6。

图6活化生物质炭的制备工艺流程图

生物质炭的制备方法如下：

将松木片和麦秸切成长宽约 3 m，然后放置在自然环境中 5 天，再放入 80℃烘箱中干燥 24h，最后冷却到室温，密封包装待炭化用。将干燥后的松木木片置于直径为 80mm的圆柱形石英反应器中，然后再放进马弗炉中炭化。综合考虑生物质热解的温度原理和生物质炭化过程中的能耗，设定炭化温度为 550℃，升温速率为 10℃/min，升温加保温时间分别为 1h、1.5h 和 2h。炭化完成后在马弗炉中通入流速为 0.5 L/min 带有水蒸汽的氮气或者干氮气使生物质炭冷却到室温。生物炭制备装置如图7所示。

图7生物质炭制备装置

活化生物质炭的制备方法如下：

按照 KOH/生物质炭的质量比例分别为 0.5、1.5 和 3.0，将研磨后的生物质炭倒进 KOH溶液中连续搅拌 2h，然后在(110 ± 5) ℃ 的干燥箱中干燥 24h 并冷却至室温。接着，取 30g的 KOH/生物质炭混合物倒进陶瓷坩埚中，再将坩埚放进一个圆柱形的石英玻璃反应器中，然后将整个反应器放进微波炉中活化，微波炉的设定输出功率为 400 W 、500 W、600 W，微波加热时间为 10min、20min、30min。微波活化后，以 0.5

L/min 的速率通入带有水蒸汽的 N2，将该混合物冷却至室温。紧接着将所得样品倒入 0.1N 的 HCL溶液中搅拌 1h，再用蒸馏水冲洗样品至中性。最后将制得的活化生物质炭放进(110±5) ℃的烘箱中干燥24h。实验微波活化装置如图8所示。

图8生物质炭微波活化示意图

目前有关利用热解炭制备活性炭的研究中，还有大量学者针对活化工艺，如反应时间、反应温度和活化剂流速等展开系统的研究。

周建斌，张齐生等[20]以油菜壳热解炭(450℃,4.5 h)为原料，采用水蒸气活化法制备活性炭，考察反应温度、反应时间和水蒸气用量对活性炭吸附能力的影响。 实验方法如下： （1）干馏

采用容积为10L、由电炉加热的实验用间歇式干馏釜对油茶壳进行干馏，每釜装油茶壳1. 5 kg左右，温度通过分别设置在釜内和釜外的两只热电偶来显示，用调压器调节升温速度，使干馏釜内温度在4h左右升高到干馏最终温度450;在此温度下保温0. 5 h后 ,从电炉中取出干馏釜并立即将其密封, 自然冷却至室温后, 取出油茶壳炭称量后备用。 （2）活化

使用外部由电炉加热的、用不锈钢管制作的实验用间歇式回转炉活化。操作时，将