碳分子筛的主要成分为元素碳,外观为黑色柱状固体。因含有大量直径为4埃的微孔,该微孔对氧分子的瞬间亲和力较强,可用来分离空气中的氧气和氮气,工业上利用变压吸附装置(PSA)制取氮气。碳分子筛制氮量大、氮气回收率高,使用寿命长,适用于各种型号的变压吸附制氮机,是变压吸附制氮机的产品。 碳分子筛空分制氮已广泛地应用于石油化工、金属热处理、电子制造、食品保鲜等行业。
长期以来,碳分子筛成为日本和德国垄断的产品,2000年以前国内80%的份额被其占有,国际市场上更是如此。碳分子筛技术通过长兴化工厂引进国内,国内碳分子筛厂家主要分布在长兴、山东、宣城、等地。国产分子筛逐步抢占了大部分市场份额,但要想在这个行业做大做强,自主创新,提高产品性能指标,打破技术贸易壁垒。 未来几年,碳分子筛产品将向高指标、高强度、高堆密度方向发展,低指标低档次的产品将会被淘汰,空分设备将趋向小型化,对分子筛行业提出了更高的要求,因此如抓住当前的良好时机,扩大生产,逐步改变国际国内对于中国产碳分子筛低质的认识,迅速抢占国内国际市场,将有可能在两到三年内成为行业排头兵。
碳分子筛回收制作,多孔碳材料在提高比表面积,控制孔径的大小和分布一直难以解决。还未能成功利用硬软模板法来合成高比表面积,控制孔径的大小和窄分布的碳分子筛,但这仍旧是一个值得深入挖掘的课题。近年来人们利用离子液体为前躯体合成孔径均一多孔碳材料,条件苛刻成本高。以此类多孔碳材料在吸附分离、储氢、负载金属后催化以及燃料电池与电化学双电层电容器等领域的用途。碳分子筛回收制作的离子电池负极材料耐高温耐酸碱、高机械稳定性、良好的导电性、吸附性以及大的比表面积的制备方法通过热处理方式优化了硬碳电极的孔结构,使得其孔口的尺寸小于离子电解液分子的尺寸,这样电解液分子就不能进入电极材料的孔内部了,降低了副反应,但离子可以进入孔内部,这样电池的容量还可以很高,兼顾了电池的容量和库伦效率。
分子筛是个多孔性的物质,其中密布着大大小小的空穴,假如把这些孔都展开,它的表面积非常之大。1克分子筛只有一片较大的药片这么大体积, 可是它里面的孔表面积竟能达到300~1000平方米,比一般的一户家居面积还要大得多。分子筛里的空穴也叫笼子,笼子有大有小,不同大小的物质分子可进 入不同的空穴而筛分开来。
人们在适当的条件下通过对煤,椰子壳,酚醛树脂的碳化,得到了碳分子筛的前驱体再用苯蒸气对其进行沉积,得到3-5埃左右的匀一孔径,这匀一孔径可以对气体分子的筛分分离作用。但碳分子筛的生产过程要消耗大量能源和产生大气污染,是一个高能源高污染的产品。所以回收碳分子筛有利于节约能源和降低大气污染。
回收碳分子筛不仅是为了经济价值,在原有新材料的基础上,碳分子筛可以节约更多的经济价值,同时在环境恶化的大环境下,也能够产生大的环境效益。现在国内一直倡导绿色化经济,所以回收碳分子筛也具有重要的意义。