用等离子体对炭进行活化

活性炭是高度多孔、表面积较大的固体材料,目前在众多领域有着重要的应用。活性炭的性能与其制备原料和表面特性等密切相关。

实际上,对于几乎所有的主要有碳原子构成的的物质,都能通过先碳化(carbonisation)再活化(activation)的步骤转变成活性炭。其中,在高温(800–1000 ºC)下进行的活化过程,是制备具有高表面积的活性炭的重要环节。在日常生活中,人们大量使用塑料和聚合物制品。这些碳架结构的材料,在使用过后很难进行再生利用,但由于它们具有较高的碳含量,可以作为制备活性炭的原料。

F. J. López-Garzón及其同事们发表的文章,研究了采用双酚A聚碳酸酯(Bisphenol A Polycarbonate – PC)为前驱体(precursor),无需活化步骤制备活性炭的方法。为此,在碳化过程前,他们采用氮气或氧气低温等离子体,对原料聚碳酸酯进行了短时间的预处理。这一预处理大大提高了成品活性炭的表面积、吸附能力等性能。据此,在活性炭制备中采用简单、清洁和经济的等离子体预处理技术,可以省去能耗高、产生污染的活化步骤,使得制备工艺更为简化和清洁。

F. J. López-Garzón et al., Plasma Process. Polym., 2011; DOI: 10.1002/ppap.201100057