椰壳活性炭堆密度

在活性炭昨晚固体吸附剂的吸附制冷体系中，活性炭/甲醇是最有效的工质对。主要是由于甲醇沸点低、冰点低、蒸发潜热相对大。所以，用于吸附制冷的活性炭首先要对甲醇有很强的吸附能力。其次，这种活性炭还必须有较高的密度，才可能具有较好的导热性和较高的单位体积的吸附量。

然而，从我国研究吸附制冷的学者所优选的活性炭中可以看出，最好的活性炭对甲醇的真空饱和吸附能力仅为0.25g/g。在就夏季，每平方米太阳能接收板，每天仅取得了5kg左右的冰。而使用活性炭纤维进行的相关研究表明：甲醇在活性炭上的吸附容量是活性炭的2-3倍，吸附/解吸时间仅为活性炭的1/10；吸附式制冷系统的COP提高15%，单位活性炭纤维的制冷量是活性炭的2-3倍。

    3    活性炭的吸附理论和我们在吸附制冷专用活性炭方面的研究进展

我们知道，活性炭对有机分子的吸附能力取决于3个方面：第一，活性炭要有合适的孔径；第二，活性炭的吸附有效孔径要多，也就是活性炭的孔径分布要窄；第三，活性炭表面要有合适的更多的表面基团。

对于处于气态中的有机物分子而言，最大吸附量的孔径只能有一个，尽管有学者认为孔径应稍大于单个分子直径，也有的认为孔径三倍于分子直径吸附量最大。作者倾向认为是孔径稍大于三倍分子直径的吸附量最低。大家都知道活性炭具有很广的孔径分布，然而，很多实验证明：有些孔径是无效的或基本无效。比如小于单个分子直径的微孔，分子无法进入，当然对于吸附是无效的；而大孔对于吸附而言效率也很低，甚至无效。理论上将讲，最有效孔越多，对吸附越有利，也就是孔径分布尽可能窄。活性炭所具有的表面基团对吸附也至关重要，具有相同比表面积和孔径分布的不同工艺或材料制造的活性炭，对某种物质吸附能力的差别可能也很大，主要原因就是表面基团差别很大。一般来讲，表面含亲水基团较多的活性炭对极性分子吸附能力较强；反之，则对非极性的有机分子吸附能力大。

在木质材料制造活性炭中，木质的种类对活性炭的影响很大，实际上很少有学者研究这一问题的原因，大多数只是针对不同的原料开展最佳制造条件的研究。我们认为影响木质材料制造活性炭的因素有二：木质材料的结晶结构和木质素化学结构的差异。结晶结构严重影响活化剂向木质内部的进攻和在木质内部的分布量；木质素化学结构的差异导致活性炭表面化学基团的差异。

针对上述问题，我们发明并研制出具有真空研磨能力的挤出成型机，它的应用有效改善了活化剂与木质材料的混合均匀度，从而有效缩小的活性炭的孔径分布。在制造过程的最佳工艺时段，通过化学反应加载有效基团，大大提高了活性炭对甲醇的吸附能力。

在我们的项目研究中，根据吸附制冷用活性炭的要求和活性炭的吸附理论，成功研制出吸附制冷专用活性炭。这种活性炭对甲醇的真空饱和吸附量，最佳制造条件时达到1.4g/g,是目前吸附制冷研究筛选的活性炭的倍数，并远远高于活性炭纤维。目前已交予有关研究机构做应用测试。

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