1. 研究目的与意义
活性炭具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表面积，广泛应用于化工、制药、食品和环境保护等各个领域，其吸附性能在很大程度上决定于孔结构特征。目前市场上的活性炭主要由微孔组成，只含有少量的中孔和大孔，对吸附气体和液体的中小分子相当有利，然而对于一些聚合物、有机电解质和无机大分子的吸附效果较差。根据用途和应用领域对吸附剂性能的要求对活性炭的孔结构进行调控，定向制备活性炭，已成为目前活性炭领域研究的热点。
原料特性、制备方法和工艺均能影响炭质吸附剂的孔结构及性能。采用化学活化法生产所得的木质活性炭具有中孔比较发达、比表面积高和孔容较大等优点，广泛应用于各种产品的脱色精制工艺过程中。其中磷酸活化法由于其具有污染少、能耗低的特点，已成为化学活化法生产活性炭的一种主要方法。近年来，以废弃物为原料制备活性炭已成为活性炭制备的发展趋势。以废弃物为原料制备活性炭不仅可降低生产成本，而且具有环保意义，真正做到废物再利用，具有良好的经济效益。本论文采用木材废料木屑为原料，研究活化温度、活化时间、浸渍时间等对活性炭孔结构的影响，确定最佳工艺，探讨其吸附机理，对市场及学术研究需要提供一定的理论基础。2. 国内外研究现状分析
自18世纪初发现木炭具有吸附气体的作用以来，人们对多孔炭材料（又称活性炭）进行大量研究，相继发明了水蒸气法、二氧化碳法、氧化锌法、磷酸法等制备活性炭的方法，并广泛应用于活性炭的工业生产。为了提高活性炭的吸附性能，20世纪70年代中期美国amoco公司的wennerberg将石油焦粉与koh混合后再经高温处理制得了比表面积高达3000~4000 m2/g的高比表面积活性炭。近年来我国的有关学者也以石油焦、煤沥青、核桃壳等为原料，采用koh、naoh等碱金属或碱土金属化合物作活化剂制得了表面积在3000~3600㎡/g的高比表面积活性炭。高表面积活性炭材料的孔径大都集中在微孔（＜2nm）范围内，对气体和液体中小分子的吸附是比较有利的，但对一些聚合物、有机电解质和无机大分子的吸附性能则较差，最近台湾成功大学的chien-to hsieh等发现，用具有相同微孔容积和比表面积而中孔容积不同的活性炭吸附酚碘、丹宁酸时，即使对酚、碘这样的小分子（直径分别为0.62nm和0.56nm）其吸附容量也随中孔容积的增加而增大，对直径较大的单宁酸分子（直径为1.6nm）效果则更明显。因此中孔（2~50nm）发达且比表面积高的活性炭材料的研究引起了人们的关注。
早在20世纪20年代就有大量文献报道金属及其化合物对碳的气化具有催化作用，所以人们很自然地想到可以采用金属及其化合物来提高活性炭的中孔容积。tomita等在研究焦碳气化反应时，现载有ni的焦碳部分气化后在焦碳中出现了10nm左右的中孔。推测中孔是焦碳在气化过程中由于ni粒子的催化气化作用而在碳表面形成的坑槽。岛崎贤司田则选用tio2超细粉作为聚丙烯睛(pan)的添加剂制得了中孔容积明显提高的acf。张引枝等川也在pan中加入1% tio2后在240℃的空气中预氧化5h，再在氮气保护下升温至800℃后通入水蒸气活化30min，
制得的acf的中孔率达46.8%，并且在2nm和4nm附近出现明显的峰值。但是这种方法容易在炭材料中残留金属元素，在液相吸附时，金属元素可以以离子的形式进入溶液，尽管其含量很低，但在某些时候是非常有害的，因此，人们相继提出了界面活化法、混合聚合物炭化、有机凝胶炭化以及铸型炭化等方法。y.a.levendis等将粒径为22nm的炭黑均匀分散在聚糠醇中，制得了兼有微孔(1.3nm)和中孔(7.5nm)的活性炭微球；hatori等用聚二次苯基苯均四酞胺(pp)和聚乙烯乙二醇(peg)分别为稳定聚合物和不稳定聚合物制得中孔峰值在4nm左右，中孔率为55%的pp/peg炭膜；蒋伟阳等将r、f以1:2的摩尔比混合，以碳酸钠作催化剂，制得孔在1～50nm，比表面积为400～l000m2/g的crf；京古隆等将普通沸石分子筛的细孔作为铸型炭化的模板，在其中导入聚合物单体并使之低温聚合和高温炭化，然后用hf和hci去掉沸石模板，得到了比表面积为600～ 1200m2/g，孔径集中在4nm附近的中孔活性炭材料。
3. 研究的基本内容与计划
实验内容：
⒈以磷酸质量分数、浸渍时间、炭化温度及保温时间作为实验的4个因素，将每个因素选取4个水平，采用正交实验法，重复实验3次，取平均值作为实验结果。
⒉讨论分析4个因素对活性炭性能的影响，确定最佳工艺条件。
4. 研究创新点
本实验采取林业废弃物为原料，合理利用废物，化废为宝；正交四大因素分析，来确定最佳工艺；从而定向地调控孔径、孔的集中性、孔的可控性，以及孔的均匀分布。
