活性炭及其制造方法與流程

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年2月25日提交的韓國專利申請第10-2016-0022772號的優先權，該申請的全部內容結合于本文用于通過該引用的所有目的。

本發明涉及活性炭及其制造方法。

背景技術：

目前，由于礦物燃料的消耗和溫室氣體的排放，人們對環境友好汽車的興趣已經迅速地增加。特別是對于生態友好汽車，電動車輛的行駛距離已經成為重要問題。

對于加熱和冷卻，不同于內燃機，電動車輛通常不具有用于加熱的廢熱源(發動機冷卻劑)和用于壓縮冷卻劑的廢電力。所以，可能額外需要用于ptc(正溫度系數)加熱器和用于壓縮冷卻劑的電力，并因此可能消耗額外的電力。結果，行駛距離可能減少大約30至50％。

因此，有必要最小化外部空氣的引入以阻止溫度的改變。在這種情況下，車輛中二氧化碳的濃度因乘客排放的二氧化碳而可能增加，并由此產生安全問題。例如，2000ppm或更大量的二氧化碳可以引起困倦，并且5000ppm的二氧化碳可以引起陷入呼吸苦難的問題。

因此，已經進行減少車輛中二氧化碳的研究。目前，空氣過濾器(包括活性炭)已經應用于一些高端汽車中。盡管，這樣的空氣過濾器可以用作去除有害氣體，例如揮發性有機化合物(voc)或細塵，但其難以去除二氧化碳。

已經使用一種常規活性炭制造方法。例如，在非活化環境下通過高溫熱處理可以碳化作為前體的各種植物材料(如椰子殼)，并可以額外地對其進行溫度化學或物理活化以使其具有大量的孔。然而，根據這種常規方法，所制造的活性炭的表面孔尺寸可能是非均勻的，使得可以形成微孔至大孔的寬廣范圍的分布。因此，孔隙均勻度可能降低并且難于形成1納米或更小的超微孔。

上述內容僅旨在幫助理解本發明的背景，并不旨在意指本發明落入本領域技術人員已知的相關技術的范圍內。

技術實現要素：

在優選方面，本發明提供活性炭及其制造方法，由此改進二氧化碳的選擇性吸附能力。

在本發明的一個方面中，提供包括在其表面形成孔的活性炭。孔可以包括直徑等于或小于約1.0nm的超微孔。

超微孔的容積可以適宜地在活性炭表面孔的100％的總體積的大約67容積％至83容積％的范圍內。

活性炭的顆粒尺寸可以適宜地在大約150μm至250μm的范圍內。

活性炭的bet比表面積可以大于約672.7m²/g。

在另一方面中，本發明提供一種制造活性炭的方法。所述方法可以包括：制備碳前體；通過在碳前體上進行熱處理來碳化碳前體；通過研磨來均衡經碳化的碳前體的尺寸；通過將氧化劑和蒸餾水加入至碳前體并進行熱處理來活化經研磨的碳前體，由此形成活性炭。

本文所用的術語“碳前體”指的是在碳的改性、處理或活化之前可以提供主要碳源的材料。可以改性、處理或活化碳前體使得所獲得的碳材料可以包括作為主要成分的碳，例如，構成大于大約50重量％，大于大約60重量％，大于大約70重量％，大于大約80重量％，大于大約90重量％，大于大約95重量％，或大于大約99重量％的碳材料的總重量。碳前體可以包括礦物源(如煤、礦物燃料)、化學源(如有機化合物)，或生物源(如植物)。本文所用的術語“碳化”指的是將含有碳成分的材料或有機材料轉化成碳或基本上純碳的方法或反應。碳化可以通過例如加熱、燃燒、熱化學分解、催化反應等等進行。示例性的碳化可以是在惰性氣體條件下加熱，由此在碳化過程中阻止碳材料的燃燒或氧化。在活化中合適的氧化劑可以包括h2o2、hno3、o3、n2o、h2so4、f2、cl2或它們的組合。

在活化中，氧化劑的體積可以適宜地在氧化劑和蒸餾水的100％的總體積的10體積％至50體積％的范圍內。

活化可以適宜地在大約在700℃至1000℃的范圍內的溫度下進行。

在將氧化劑和蒸餾水的混合物以大約1ml/h至100ml/h的范圍內的速度注入碳前體時可以適宜地進行活化。

活化可以適宜地在在0巴至約5巴的范圍內的壓力下進行。

活化可以適宜地進行大約1h至5h。

制造方法可以進一步包括在活化之后在包含氫氣(h2)的氣氛下通過加熱處理還原活性炭的表面。

優選地，還原可以在惰性氣體和氫氣(h2)混合的環境下進行，氫氣(h2)的體積適宜地可以在惰性氣體和氫氣(h2)的100％的總體積的大于0體積％至大約10體積％的范圍內。

還原可以適宜地在大約700℃至1000℃的范圍內的溫度下進行。

還原可以適宜地進行大約5小時至10小時。

制造方法可以進一步包括在研磨后通過使用尺寸為100μm至250μm的范圍內的篩進行選擇經研磨的碳前體。

研磨可以通過使用球磨機進行，并且用于球磨機的球的顆粒尺寸適宜地可以在大約1mm至20mm的范圍內。

在均衡中，碳前體的體積可以適宜地在碳前體和球磨機的100％的總體積的大約0.1體積％至40％體積的范圍內。

在研磨中，球磨機的處理速度適宜地可以在100rpm至500rpm的范圍內。

在研磨中，球磨機的處理時間適宜地可以在大約30min至5h的范圍內。

碳化適宜地可以在大約700℃至1000℃范圍內的溫度下進行。

在制備碳前體中，碳前體可以包括淀粉、椰子殼、橘皮、咖啡渣、竹竿，或它們的組合。

本發明進一步提供可以包括本文中描述的活性炭的車輛部件。示例性的車輛部件可以為空氣過濾器。

本發明的其它方面在下文中公開。

根據本發明的示例性實施方案，可以提供活性炭及其制造方法，所述可以改進二氧化碳的選擇性吸附能力。

附圖說明

圖1說明根據本發明示例性實施方案的示例性的活性炭制造方法。

圖2顯示根據本發明的實施例和對比實施例的氮吸附實驗的實驗結果。

圖3顯示根據本公開的實施例和對比實施例的示例性活性炭的孔分布圖的計算結果。

圖4顯示根據本公開的實施例和對比實施例的示例性活性炭的o1s峰的實驗測量結果。

圖5顯示根據本發明的實施例和對比實施例的示例性活性炭上二氧化碳的吸附效果的實驗測量結果。

具體實施方式

本文所使用的術語僅為了描述特定示例性實施方案的目的，并不旨在限制本發明。除非上下文中清楚作出相反表示，如本文所使用的單數形式“一”和“一個”旨在也包括復數形式。應當進一步了解，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指定所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一種或多種其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。如本文所使用的術語“和/或”包括列出的相關項目的一個或多個的任何和全部組合。

除非特別指出或明顯區別于上下文，本文中所用的術語“大約”理解為在本領域內的普通公差的范圍內，例如在均值的2個標準偏差內。“大約”可以理解為在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％內。除非上下文明確說明，本文所提供的所有數值通過術語“大約”修改。

應當理解，此處所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(suv)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非汽油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。

在下文中，將描述本公開的示例性實施方案。示例性實施方案盡管作為實施例提供，但本發明并不限制于此，而是限定于所附的權利要求的范圍中。

在本說明書中，詞語“超微孔”指的是直徑為1nm或更小的孔。進一步地，詞語“微孔”指的是直徑為2nm或更小的孔。此外，詞語“中孔”指的是直徑在大于2nm且等于或小于50nm的范圍內的孔。

如上所述，常規活性炭的表面孔尺寸可以在微孔至大孔的寬廣分布范圍內變化。因此，孔隙均勻度降低并且難于形成1納米或更小的超微孔。

因此，本發明提供活性炭及其制造方法。如此，活性炭通過形成數量增加的直徑為1nm或更小的超微孔可以獲得二氧化碳吸附能力的大幅改進。

圖1說明根據本發明示例性實施方案的活性炭制造方法。在下文中，活性炭制造方法和所制造的活性炭將參照圖1進行描述。

根據本發明的示例性實施方案，活性炭制造方法可以包括：制造碳前體(s10)；通過熱處理來碳化碳前體(s20)；通過研磨來均衡經碳化的碳前體以形成均勻尺寸(s30)；通過將氧化劑和蒸餾水加入至碳前體并在碳前體上進行熱處理來活化經研磨的碳前體(s40)。

碳前體的研磨可以通過使用球磨機進行。通過使用球磨機的碳前體的研磨可以有利于均衡碳前體的顆粒尺寸，因此制造可以從中去除雜質的高品質的活性炭。這種研磨操作可以通過使用可以實施均勻化研磨的任何方法進行，如除了使用球磨機的方法之外的碾磨方法。

進一步地，為了增加蒸汽分子的活性可以通過同時使用氧化劑和蒸餾水(氧化劑-蒸汽活化)來活化碳前體。因此，可以選擇性地增加碳表面上直徑為1nm或更小的超微孔的形成率。因此，可以增加活性炭的比表面積和孔隙均勻度。

在下文中，將描述制造方法的每個步驟和所制造的活性炭。

在制造碳前體(s10)中，碳前體可以包括淀粉、椰子殼、橘皮、咖啡渣、竹竿或它們的組合。然而，本發明并不限制于此，而是可以使用基于各種蔬菜、植物或其它生物材料的任何材料作為碳前體。例如，基于廉價的植物和蔬菜的材料可以降低活性炭的制造成本。

通過使用熱處理來碳化活性炭前體(s20)可以在惰性氣體氛圍中進行。惰性氣體可以包括氮氣或氬氣，但本發明并不限制于此。

用于碳化的熱處理溫度可以在大約700℃至1000℃的范圍內。碳化在低于700℃的溫度下可能不完全。由于碳化在大約700℃至1000℃的溫度范圍內充分進行，所以不需要進行溫度超過1000℃的熱處理。當熱處理的溫度超過1000℃時，可能產生不需要的成本，并且可能減少碳化產量。

經碳化的碳前體可以通過使用球磨機研磨經碳化的碳前體(s30)來均衡經碳化的碳前體的尺寸，而用于球磨機的球和球磨機的容器的材料可以包括sus或氧化鋯(zro2)，但本發明并不限于此。

用于球磨機的球的顆粒尺寸可以在約1mm至20mm的范圍內。當球的尺寸小于預定的范圍時，例如，小于大約1mm，產量可能迅速減小，且在顆粒中的雜質的相對含量可能增加。相反地，當球的尺寸大于預定的尺寸時，可能主要形成大尺寸的顆粒，由此減小球磨機的效果。

碳前體的體積可以在用于碳前體和球磨機的球的100％的總體積的約0.1體積％至40％體積的范圍內。優選地，碳前體的體積可以在大約0.1體積％至30體積％的范圍內。當前體的體積大于預定的范圍時，例如，大于大約球的體積的30體積％，球磨機的效果可能變差。相反地，當前體的體積小于預定范圍時，小于球的大約0.1體積％，在球磨機中產生的熱量可能增加，由此降低產量。

球磨機的處理速度可以在大約100rpm至500rpm的范圍內。當球磨機的處理速度大于預定范圍時，例如，大于大約500rpm，反應容器可能過度加熱。相反地，當球磨機的處理速度小于預定范圍時，例如，小于大約100rpm，球磨機的效果可能降低，由此造成問題。

球磨機的處理時間可以在30分鐘至5小時的范圍內。在球磨機的處理時間長于預定范圍的情況下，例如，大于5小時，可能降低整體產量，并且整體顆粒尺寸可能減小。相反地，當球磨機的處理時間小于預定范圍時，例如，小于大約30分鐘，球磨機的效果可能降低，由此造成問題。

活性炭制造方法可以進一步包括在通過球磨機處理進行均衡之后通過使用酸清洗前體從而去除雜質。此處，所用的酸可以包括鹽酸、硝酸或硫酸，但本發明并不限于此。

此外，活性炭制造方法可以進一步包括在均衡和酸清洗之后通過使用尺寸范圍在100μm至250μm的篩來選擇經均衡的碳前體。這樣，可以獲得具有均衡顆粒尺寸、增加的比表面積的活性炭，且可以去除雜質。當制造活性炭以將其應用于實際產品中時，活性炭的顆粒尺寸均勻度可能是重要的因素。例如，當用于水凈化過濾器、車輛空調過濾器、超級電容器電極等時，活性炭通過將其與粘合劑混合而改變成丸狀或顆粒狀。在此情況下，當顆粒尺寸不均勻時，性能可能變差。如上所述，當通過使用尺寸范圍在100μm至250μm的篩選擇碳前體時，可以在車輛空調系統中的車輛空氣過濾器中使用由此獲得的活性炭。

在通過將氧化劑和蒸餾水加入經均衡的碳前體并對其進行熱處理來活化碳前體(s40)中所使用的氧化劑可以包括h2o2、hno3、o3、n2o、h2so4、f2、cl2、另一鹵族氧化劑，或它們的組合。可以優選h2o2，但本發明并不限于此。如上所述，為了增加蒸汽分子的活性可以通過同時使用氧化劑和蒸餾水(氧化劑-蒸汽活化)來活化碳前體。因此，可以選擇性地增加碳表面上直徑為1nm或更小的超微孔的形成率。因此，可以增加活性炭的比表面積和孔隙均勻度。

通常，已經形成的常規活性炭具有大約50％至70％的直徑為大約2nm的微孔和大量(例如，30％-50％)的直徑為大約2至50nm的中孔。因此，難以形成大約1nm或更小的超微孔。然而，如上所述，可以通過氧化劑-蒸汽活化來形成大量的大約1nm或更小的超微孔。

優選地，如在下文實施例中得到支持的，直徑為大約1.0nm或更小的超微孔可以通過這種活化而在活性炭的表面上形成。例如，活性炭的尺寸可以在大約0至1.0nm，大約0.3nm至1.0nm，大約0.3nm至0.6nm，大約0.6nm或更小，大約0nm至0.6nm，大約0.75nm或更小，大約0.3nm至0.75nm，或大約0nm至0.75nm的范圍內。在此情況下，活性炭表面的總孔容積可以在大約0.5cm³/g至0.7cm³/g的范圍內，其超微孔的孔容積可以在大約0.4cm³/g至0.5cm³/g的范圍內。此外，超微孔的容積可以在活性炭表面孔的100％的總容積的大約67容積％至83容積％的范圍內。通過使用高孔容積比的具有高孔容積比的超微孔可以顯著改進比表面積。特別地，活性炭的bet比表面積可以大于大約672.7m²/g。優選地，比表面積可以在大于672.7m²/g至1185.1m²/g的范圍內。

在活化中，氧化劑的體積可以在氧化劑和蒸餾水的100％的總體積的大約10體積％至50體積％的范圍內。例如，氧化劑的體積可以在大約5體積％至50體積％，大約5體積％至40體積％，大約5體積％至35體積％，大約5體積％至25體積％，或大約5體積％至15體積％的范圍內。隨著氧化劑的比例增加，由于將氧官能團引入前體表面的比例和微孔的發展使得比表面積增加。然而，當氧化劑的比例大于預定范圍時，例如大于大約50體積％，則可能減少微孔的比例，由此減少比表面積和產量。

活化可以在大約700℃至1000℃的范圍內的溫度下進行。當活化在低于700℃的溫度下進行時，則活化效果可能降低。當活化在高于大約1000℃的溫度下進行，則產量可能劇烈變差。

在可以將碳前體加入爐中之后，可以在將氧化劑和蒸餾水的混合物加入爐中的同時進行活化。在此情況下，氧化劑和蒸餾水的混合物可以以大約1ml/h至100ml/h范圍內的速度加入已經加入碳前體的爐中，爐的內部壓力可以在大于0巴至大約5巴的范圍內調節。

爐的內部壓力可以在大約2巴至5巴的范圍內調節。當爐的內部壓力小于預定范圍，例如，小于大約2巴時，活化效果可能降低。相反地，當爐的內部壓力大于預定范圍時，例如，大于大約5巴，則微孔的破裂和尺寸大于中孔的孔的發展可能顯著增加，由此減小比表面積。此外，隨著壓力增加，碳化產量可能減小。

活化可以進行大約1小時至5小時的范圍內的時間。當活化時間長于預定時間時，例如，大于大約5小時，則產量可能減小，且材料的孔的整體結構可能被破壞。相反地，當活化時間小于預定時間時，例如，小于大約1小時，則活化效果可能降低。

根據本發明的示例性實施方案，活性炭的制造方法可以進一步包括通過對碳前體在包含氫氣(h2)的氣氛下進行熱處理而還原碳前體的表面。在上述氧化劑-蒸汽活化中，由于引入由氧化劑造成的酸性位點(δ+)而使二氧化碳吸附能力可能降低。然而，當使用額外的表面官能團的還原步驟的情況下，通過最小化表面酸中心可以降低表面酸度，由此改進吸附劑的二氧化碳吸附能力。

如在下文實施例中得到支持的，通過這種還原步驟，可以形成直徑大約為0.6nm(尺寸小于大約1nm)的超微孔。特別地，可以形成直徑在大于0nm至大約0.6nm范圍內的超微孔。如上所述，這種超微孔可以具有高的孔容積比例，由此有利于改進活性炭的比表面積。

此外，在活性炭表面上形成的氧官能團可以通過在氧化劑-蒸汽熱處理步驟中的這種還原步驟而被去除，由此進一步改進二氧化碳吸附能力。

還原步驟可以在惰性氣體和氫氣(h2)混合的環境下進行，氫氣(h2)的體積可以在惰性氣體和氫氣(h2)的100％的總體積的大于0體積％至大約10體積％的范圍內。當氫氣的比例大于預定的量時，例如，大于大約10體積％，存在爆炸的風險。

還原步驟可以在大約700℃至1000℃的范圍內的溫度下進行。

當還原溫度小于預定溫度時，例如，小于大約700℃，還原效果可能降低。相反地，當溫度大于預定溫度時，例如，大于大約1000℃，孔結構可能被破壞。

還原步驟可以進行5小時至10小時的范圍內的時間。當還原時間小于大約預定范圍時，例如，小于大約5小時，還原效果可能降低。相反地，當還原時間大于預定范圍時，例如，大于大約10小時，孔結構可能被破壞。

以下的實施例進一步詳細地說明了本發明。然而，以下的示例性實施方案僅用于說明性的目的，而本發明的范圍并不限于此。

實施例

對比實施例1

通過將植物基的碳前體(淀粉)加入管式爐，將它們以2℃/min的升溫速率加熱至800℃的溫度，并維持90分鐘以碳化它們，從而獲得樣品。隨后將其冷卻至室溫。然后，通過使用1m鹽酸溶液和蒸餾水清洗樣品一次或兩次，然后在120℃下完全干燥12小時。

隨后研磨經碳化的碳前體，接著通過使用1m鹽酸溶液清洗，并在真空烘箱中干燥，從而獲得活性炭。在球磨機研磨中，混合直徑為5mm和10mm的氧化鋯球(5mm:10mm＝30體積％:70體積％)以待用，并以360rpm進行研磨1小時。此外，碳前體的體積設定為用于碳前體和球磨機的球的100％的總體積的30體積％。

對比實施例2

通過將植物基的碳前體(淀粉)加入管式爐，將它們以2℃/min的升溫速率加熱至800℃的溫度，并維持90分鐘以碳化它們，從而獲得樣品。隨后將其冷卻至室溫。然后，通過使用1m鹽酸溶液和蒸餾水清洗樣品一次或兩次，然后在120℃的溫度下完全干燥12小時。

隨后研磨經碳化的碳前體，接著通過使用1m鹽酸溶液清洗，并在真空烘箱中干燥。在球磨機研磨中，混合直徑為5mm和10mm的氧化鋯球(5mm:10mm＝30體積％:70體積％)以待用，并以360rpm進行研磨1小時。此外，碳前體的體積設定為用于碳前體和球磨機的球的100％的總體積的30體積％。

然后，將經碳化的淀粉均勻地撒在鋁舟皿中然后放置在管式爐中。

然后，在將樣品在氮氣(n2)氣氛下以2℃/min的升溫速率加熱至800℃的溫度后，停止氮氣(n2)的供應，以6ml/h的速度注入蒸餾水以待活化，同時維持爐的內部壓力1小時。

然后，通過使用1m鹽酸溶液和蒸餾水清洗樣品一次或兩次，然后在120℃下完全干燥12小時，從而獲得活性炭。

實施例1

通過將植物基的碳前體(淀粉)加入管式爐，將它們在氮氣(n2)氣氛下以2℃/min的升溫速率加熱至800℃的溫度，并維持90分鐘以碳化它們，從而獲得樣品。隨后將其冷卻至室溫然后，通過使用1m鹽酸溶液和蒸餾水清洗樣品一次或兩次，然后在120℃的溫度下完全干燥12小時。

隨后研磨經碳化的碳前體，接著通過使用1m鹽酸溶液清洗，并在真空烘箱中干燥。在球磨機研磨中，混合直徑為5mm和10mm的氧化鋯球(5mm:10mm＝30體積％:70體積％)以待用，并以360rpm進行研磨1hr。此外，碳前體的體積設定為用于碳前體和球磨機的球的100％的總體積的30體積％。

然后，通過使用150μm篩選擇經研磨的前體。然后，將經碳化的淀粉均勻地撒在鋁舟皿中然后放置在管式爐中。

然后，在將樣品在氮氣(n2)氣氛下以2℃/min的升溫速率加熱至800℃的溫度后，停止氮氣(n2)的供應，以體積比例(10:90，氧化劑:蒸餾水)混合過氧化氫(氧化劑)和蒸餾水以獲得一種材料，以6ml/h的速度將該材料加入以待活化，同時維持爐的內部壓力1小時。

然后，通過使用1m鹽酸溶液和蒸餾水清洗樣品一次或兩次，然后在120℃的溫度下完全干燥12小時，從而獲得活性炭。

實施例2

將實施例1中獲得的活性炭加入管式爐，在氬氣(ar)和氫氣(h2)以預定體積比例(90:10，ar:h2)相混合的混合環境下以2℃/min的升溫速率加熱至800℃的溫度，并維持5小時。隨后將其冷卻至室溫。

然后，通過使用乙醇和蒸餾水清洗樣品兩次或三次，然后在120℃下完全干燥12小時，從而獲得活性炭。

實驗實施例1

通過使用由belsorp公司在日本制造的belsorpmax設備進行77k/氮吸附實驗。該結果示于圖2和表1中。

表1中數據的來源操作如下。通過使用brunauer-emmett-teller(bet)公式得到比表面積。通過使用直至0.990的相對壓力的吸附曲線計算總孔容積，通過使用dubinin-radushkevich(d-r)公式得到微孔容積，通過從總孔容積中減去微孔的體積計算中孔的容積。

如圖2和表1中所示，相比于使用蒸餾水的對比實施例2，在使用氧化劑和蒸餾水進行氧化劑-蒸汽活化的實施例1的活性炭中微孔的形成得到進一步改進。此外，與對比實施例2相比，在活化之后額外包括還原的實施例2的活性炭中微孔的形成進一步得到改進。此外，在實施例1和2中比表面積得到極好的改進。

表1

實驗實施例2

通過采用圖2中獲得的氮氣-吸附曲線使用非定域密度函數理論(nldft)模型來計算取決于孔直徑的孔分布圖。其計算條件如下。n2/77k吸附-脫附等溫線和縫隙模型的結果示于圖3。

由于孔在使用磨機的對比實施例1中難于形成，因此不能對其進行分析。如圖3所示，在使用蒸汽活化的對比實施例1中形成的較少微孔是非均勻性的。在使用氧化劑-蒸汽活化的實施例1中形成大量的大約1nm的超微孔從而具有比使用蒸汽活化的對比實施例2更加均勻的分布。在實施例1加入還原的實施例2中，直徑大約1nm的超微孔精細地形成了大約0.6nm的超微孔從而具有最均勻的分布。

實驗實施例3

圖4說明使用xps觀察表面o1s峰的結果數據。通過使用由thermofisherscientific公司制造k-alpha模型和150w的mgkax-射線分析表面官能團。

觀察到存在于來自磨機的對比實施例1表面上的羰基c＝o峰。在使用蒸汽活化的對比實施例2中，觀察到一些羥基基團(c-oh)峰。這可能是由于在蒸汽活化中水分子(h2o)的作用。

與常規蒸汽活化相比，在使用氧化劑-蒸汽活化的實施例1中，羰基c＝o峰和羧基基團(-cooh)峰增加。這可能是表面氧化的結果，表面氧化由于取決于氧化劑的加入。

在實施例1加入還原的實施例2中，羰基c＝o峰和羧基基團(-cooh)峰減少從而顯示出于對比實施例2相似的表面狀態。因此，觀察到活性炭表面的氧官能團通過還原可以減少。

實驗實施例4

通過使用由belsorp公司在日本制造的belsorpmax設備進行298k/二氧化碳吸附實驗。該結果示于圖5中。將通過乙二醇和水以3:7的比例混合得到的溶液加入恒溫烘箱中以維持在298k的溫度下，從而維持室溫狀態。

如圖5中所示，在對比實施例1中，幾乎沒有獲得二氧化碳吸附效果。此外，相對于使用蒸汽活化的對比實施例2，觀察到在使用氧化劑-蒸汽活化或額外還原的實施例1和實施例2中可以改進活性炭的二氧化碳吸附效果。特別地，在使用額外還原的實施例2中，通過減少表面酸性基團進一步改進了二氧化碳吸附效果。

雖然本發明已經結合目前被認為是實際的示例性實施方案進行了描述，然而應理解本發明并不限于公開的實施方案，而是相反地，本發明旨在覆蓋包括在所附權利要求的精神和范圍內的不同修改和等同形式。