活性炭的制造分为炭化和活化两个过程。
一、炭化(Carbonization)
炭化是在缺氧及高温300-5000C的条件下,将原料热解(Pyrolysis)形成多裂孔性的炭结构体,在炭化期间,大部分的非炭元素,例如氢气,藉由原料之裂解程序而以挥发性气体产物被去除,如此炭化产物炭原子组合--芳香族环之片状结构,由于非常不规则,故会形成一些裂隙,这些裂隙将会在活化程序中,形成更发达的微孔结构。
二、活化(Activation)
活化的目的是利用蒸气或化学物质来清除炭化过程中,积蓄在孔隙结构中的焦油物质及裂解产物及与炭原子氧化,扩大炭化料裂孔隙及创造微孔以提高孔洞体积或比表面积,产生高吸附量的活性炭。
本公司所采用活化方式,为水蒸气活化法,炭化过程中,经常会有碳氢化合物形成而附着活性炭边缘的碳原子上,堵塞了部分孔隙,进而影响其吸附能力,于热解时藉著活化作用来增加孔隙生成,此程序是将炭化产物,于高温(850-9500C)下,通以水蒸气、二氧化碳或空气与炭质做选择性的氧化,以形成微孔发达的反应生成物。
其主要反应如下:
H2O+Cx→H2+CO+Cx-1 (8000-9000C)
CO2+Cx→2CO+Cx-1 (8000-9000C)
O2+Cx→2CO+Cx-1 (8000-9000C)
O2+Cx→CO2+Cx-1 (6000C以下)