催化和負(fù)載催化劑
石墨化炭和無定型炭是活性炭晶型的組成部分,因?yàn)榫哂胁伙柡玩I,所以表現(xiàn)出類似結(jié)晶缺陷的功能。活性炭因?yàn)榻Y(jié)晶缺陷的存在而被作為催化劑廣泛應(yīng)用,同時(shí),因?yàn)槠渚哂写蟮谋缺砻娣e及多孔結(jié)構(gòu),活性炭還被廣泛用作催化劑載體。
用于儲氫
常用儲氫方法有高壓氣態(tài)儲氫、液化儲氫、金屬合金儲氫和有機(jī)液體氫化物儲氫、炭材料儲氫等,其中炭材料主要有超級活性炭、納米碳纖維以及碳納米管等,而超級活性炭因?yàn)樵县S富、比表面積大、表面化學(xué)性能修飾、儲氫量大、解吸速度快、循環(huán)使用壽命長以及容易產(chǎn)業(yè)化受到廣泛關(guān)注。有學(xué)者利用 CO2活化模板制備多孔碳,獲得了微孔介于0.7~1.3nm、中孔介于2~4nm、比表面積2829m2·g-1、孔容2.34cm3·g-1的超級活性炭材料,其在室溫298K、中等壓強(qiáng)8MPa條件下,對氫的吸附量可達(dá)0.95%。
21世紀(jì)以來,類似于金屬-有機(jī)框架的多孔固體材料為氫的吸收儲存開辟了新的發(fā)展方向。有學(xué)者在溫和條件下將活性炭引入到金屬-有機(jī)框架材料中,合成了具有高比表面積的活性炭-金屬-有機(jī)框架混合材料,在77K、10 MPa條件下,對氫的吸附量從8.2%提高到了13.5%。控制超級活性炭制備工藝,得到適宜儲氫的比表面積和孔徑大小及分布,進(jìn)而進(jìn)行表面修飾,在室溫及中等壓強(qiáng)下,提高儲氫量是超級活性炭儲氫研究及應(yīng)用的關(guān)鍵。
熱再生法的再生效率比較高,時(shí)間短,應(yīng)用比較范圍廣泛,但再生過程中炭損失較大,可達(dá)5%~10%。同時(shí)再生后的炭機(jī)械強(qiáng)度有所下降,吸附效率也會有所降低,多次重復(fù)再生后喪失吸附性能。
生物再生法
利用微生物的新陳代謝,將吸附在活性炭上的污染物質(zhì)氧化降解的方法稱作生物再生法?;钚蕴康目讖揭话阒挥袔准{米,微生物很難進(jìn)入其孔隙內(nèi)部,通常微生物細(xì)胞酶可以流至細(xì)胞胞外,通過活性炭對酶的吸附,在炭表面形成酶促中心,分解污染物,達(dá)到再生的目的。生物法的投資和運(yùn)行費(fèi)用相對較低,但再生時(shí)間較長,水質(zhì)和溫度對再生效果的影響很大。同時(shí),微生物處理污染物的選擇性很強(qiáng),且一般不能將所有的有機(jī)物分解成CO2和H2O,其中間產(chǎn)物仍殘留在微孔中,多次循環(huán)后再生效率會明顯降低。
電化學(xué)再生法
電化學(xué)再生法是一種的新型活性炭再生方法,近幾年研究非?;钴S。在兩電極之間,填充吸附飽和后的活性炭,同時(shí)加入一定的電解液,通入直流電場,活性炭在電場作用下極化,一端呈陽極,另一端呈陰極,形成微電解槽,分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng),吸附在活性炭上的大部分污染物發(fā)生分解,小部分發(fā)生脫附。該方法操作簡單、、能耗低,處理對象相對廣泛。