為提高活性炭的吸附性能并降低制備工藝能耗，進(jìn)行超低溫預(yù)處理是對(duì)椰殼活性炭的品質(zhì)及其制備工藝有影響的。采用液氮對(duì)椰殼進(jìn)行了超低溫預(yù)處理，再通過快速升溫活化，在600℃下制得的椰殼活性炭比表面積可以超過無預(yù)處理800℃下制得的椰殼活性炭，其比表面積由1600m2/g加大至2300m2/g以上，微孔總體積也由0.67cm3/g增加至0.92cm3/g。結(jié)果表明，超低溫預(yù)處理方式對(duì)提高椰殼活性炭的品質(zhì)和降低工藝能耗有顯著的促進(jìn)作用。
近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境污染已成為主要問題，活性炭吸附法作為應(yīng)對(duì)污染的主要方法之一，引起了廣泛關(guān)注。活性炭具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，吸附性能強(qiáng)，是目前使用較為廣泛的吸附劑。
椰殼活性炭的吸附性能與其孔隙結(jié)構(gòu)、表面官能團(tuán)種類和數(shù)量等密切相關(guān)，但具有灰分高、孔容小以及孔分布不均一等缺點(diǎn)，加上表面官能團(tuán)及電化學(xué)性質(zhì)的一些限制，造成吸附效率不高、吸附選擇性弱。通過對(duì)原料進(jìn)行物理或化學(xué)處理，椰殼活性炭的活化溫度可以明顯降低，活化時(shí)間明顯縮短，而且比表面積、孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)都有明顯的改善。
經(jīng)有關(guān)人員研究表明，低溫預(yù)處理有利于活化劑在原料內(nèi)部的滲透，促進(jìn)了磷酸的活化作用，提高了活性炭的吸附性能，但低溫條件與活性炭性能改善之間的關(guān)系并沒有系統(tǒng)研究，也未發(fā)現(xiàn)有關(guān)超低溫預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)活性炭特性影響的文獻(xiàn)報(bào)道。
超低溫預(yù)處理后，快速升溫可以明顯增加新孔和增加孔徑，使比表面積加大，但預(yù)處理時(shí)間有一個(gè)平衡值，這和選擇的樣本顆粒直徑有直接關(guān)系。采用快速升溫法將經(jīng)過液氮超低溫處理后的椰殼迅速放入高溫活化爐，在相對(duì)低溫下獲得了大比表面積的活性炭，并且使孔徑變大，有利于活性炭的吸附選擇性。
隨著液化天然氣（LNG）工業(yè)的發(fā)展，天然氣氣化過程中釋放大量的冷能，將其用于預(yù)處理椰殼活性炭，不但能提高活性炭的吸附性能，而且也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。至于超低溫預(yù)處理對(duì)椰殼活性炭結(jié)構(gòu)特性的影響和內(nèi)在機(jī)理的變化，還需要進(jìn)一步系統(tǒng)研究才能確定。超低溫預(yù)處理可以明顯降低活化溫度，節(jié)能省耗。
結(jié)論證明，超低溫預(yù)處理對(duì)椰殼活性炭的比表面積、孔徑分布是有影響的。