活性炭的生產(chǎn)工藝（物理法活化和化學(xué)法活化活性炭）
一般而言，活性炭的生產(chǎn)工藝和設(shè)備中最主要的就是活化工藝和活化設(shè)備。當(dāng)然一些高精尖的活性炭產(chǎn)品，其核心技術(shù)可能并非活性炭工藝或設(shè)備，這是另外一個話題。
活性炭，有諸多定義。僅從字面意思理解，自然是具備活性的炭。那么活性是什么，原來沒有活性的炭，怎么變成有活性的炭？活性，一般是指該材料具備超出常規(guī)材料若干數(shù)量級吸附性能的一種性質(zhì)。不論從哪個理論，比如弗蘭德里希(Freundlich)，或者朗繆爾，吸附都和接觸表面，或者說界面有著密切的關(guān)系。粗略的看，界面面積越大，自然吸附的數(shù)量就越大?；钚蕴恐跃邆浠钚?，就是其內(nèi)表面積巨大，比常規(guī)材料大2-4個數(shù)量級。如果我們看活性硅，其實(shí)也是表面積在后面起作用（嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f是比表面積）。
那么活性炭的內(nèi)表面從何而來？這個按照活性炭產(chǎn)業(yè)的主流模式大概發(fā)2個流派，一個是物理法活化，即采用水蒸氣高溫活化；另一個則是化學(xué)法活化，即采用磷酸或者氯化鋅等材料進(jìn)行活化。
物理法活化的原理即水煤氣反應(yīng)： C+H2O===（高溫）CO+H2 C+2H2O===（高溫）CO2+2H2，。這個反應(yīng)就好像高溫水蒸氣（900攝氏度左右）腐蝕了碳材料一樣，從而在炭的內(nèi)部形成高度發(fā)達(dá)的微孔，微孔尺度從1nm到100nm不等。
化學(xué)法活化又分好多個流派，主流的也分2個流派，磷酸法活化和氯化鋅法活化，磷酸法活化的原理為（C6H10O5）n（纖維素）+nH2O→nC6H12O6。當(dāng)然中間涉及的副反應(yīng)很多，就不一一例舉了。氯化鋅法類似，都是這2種物質(zhì)充當(dāng)了催化劑，當(dāng)然這2種物質(zhì)也會與碳材料中的雜質(zhì)起反應(yīng)。
一般而言，化學(xué)法活化只用于木質(zhì)材料的活化（不包括果殼等硬質(zhì)的木質(zhì)材料），而物理法活化則適用于煤、椰子殼、木質(zhì)等材料的活化。一些純度要求高的場合往往采用物理法活化工藝。
本文作者：董帝豪
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