椰殼活性炭成分

在活性炭昨晚固體吸附劑的吸附制冷體系中，活性炭/甲醇是最有效的工質(zhì)對(duì)。主要是由于甲醇沸點(diǎn)低、冰點(diǎn)低、蒸發(fā)潛熱相對(duì)大。所以，用于吸附制冷的活性炭首先要對(duì)甲醇有很強(qiáng)的吸附能力。其次，這種活性炭還必須有較高的密度，才可能具有較好的導(dǎo)熱性和較高的單位體積的吸附量。

然而，從我國(guó)研究吸附制冷的學(xué)者所優(yōu)選的活性炭中可以看出，最好的活性炭對(duì)甲醇的真空飽和吸附能力僅為0.25g/g。在就夏季，每平方米太陽(yáng)能接收板，每天僅取得了5kg左右的冰。而使用活性炭纖維進(jìn)行的相關(guān)研究表明：甲醇在活性炭上的吸附容量是活性炭的2-3倍，吸附/解吸時(shí)間僅為活性炭的1/10；吸附式制冷系統(tǒng)的COP提高15%，單位活性炭纖維的制冷量是活性炭的2-3倍。

    3    活性炭的吸附理論和我們?cè)谖街评鋵Ｓ没钚蕴糠矫娴难芯窟M(jìn)展

我們知道，活性炭對(duì)有機(jī)分子的吸附能力取決于3個(gè)方面：第一，活性炭要有合適的孔徑；第二，活性炭的吸附有效孔徑要多，也就是活性炭的孔徑分布要窄；第三，活性炭表面要有合適的更多的表面基團(tuán)。

對(duì)于處于氣態(tài)中的有機(jī)物分子而言，最大吸附量的孔徑只能有一個(gè)，盡管有學(xué)者認(rèn)為孔徑應(yīng)稍大于單個(gè)分子直徑，也有的認(rèn)為孔徑三倍于分子直徑吸附量最大。作者傾向認(rèn)為是孔徑稍大于三倍分子直徑的吸附量最低。大家都知道活性炭具有很廣的孔徑分布，然而，很多實(shí)驗(yàn)證明：有些孔徑是無(wú)效的或基本無(wú)效。比如小于單個(gè)分子直徑的微孔，分子無(wú)法進(jìn)入，當(dāng)然對(duì)于吸附是無(wú)效的；而大孔對(duì)于吸附而言效率也很低，甚至無(wú)效。理論上將講，最有效孔越多，對(duì)吸附越有利，也就是孔徑分布盡可能窄。活性炭所具有的表面基團(tuán)對(duì)吸附也至關(guān)重要，具有相同比表面積和孔徑分布的不同工藝或材料制造的活性炭，對(duì)某種物質(zhì)吸附能力的差別可能也很大，主要原因就是表面基團(tuán)差別很大。一般來(lái)講，表面含親水基團(tuán)較多的活性炭對(duì)極性分子吸附能力較強(qiáng)；反之，則對(duì)非極性的有機(jī)分子吸附能力大。

在木質(zhì)材料制造活性炭中，木質(zhì)的種類對(duì)活性炭的影響很大，實(shí)際上很少有學(xué)者研究這一問(wèn)題的原因，大多數(shù)只是針對(duì)不同的原料開(kāi)展最佳制造條件的研究。我們認(rèn)為影響木質(zhì)材料制造活性炭的因素有二：木質(zhì)材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和木質(zhì)素化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異。結(jié)晶結(jié)構(gòu)嚴(yán)重影響活化劑向木質(zhì)內(nèi)部的進(jìn)攻和在木質(zhì)內(nèi)部的分布量；木質(zhì)素化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致活性炭表面化學(xué)基團(tuán)的差異。

針對(duì)上述問(wèn)題，我們發(fā)明并研制出具有真空研磨能力的擠出成型機(jī)，它的應(yīng)用有效改善了活化劑與木質(zhì)材料的混合均勻度，從而有效縮小的活性炭的孔徑分布。在制造過(guò)程的最佳工藝時(shí)段，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)加載有效基團(tuán)，大大提高了活性炭對(duì)甲醇的吸附能力。

在我們的項(xiàng)目研究中，根據(jù)吸附制冷用活性炭的要求和活性炭的吸附理論，成功研制出吸附制冷專用活性炭。這種活性炭對(duì)甲醇的真空飽和吸附量，最佳制造條件時(shí)達(dá)到1.4g/g,是目前吸附制冷研究篩選的活性炭的倍數(shù)，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于活性炭纖維。目前已交予有關(guān)研究機(jī)構(gòu)做應(yīng)用測(cè)試。

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