碳分子筛的工作原理是什么
碳分子筛利用筛分特性实现氧氮分离。当分子筛吸附杂质气体时，大孔与中孔仅起到通道作用，将被吸附分子输送至微孔与亚微孔，而微孔与亚微孔才是实际的吸附空间。
碳分子筛内部含有大量微孔，这些微孔允许动态尺寸较小的分子快速扩散进入孔内，同时限制直径较大的分子进入。由于不同尺寸气体分子的相对扩散速率存在差异，混合气体中的各组分得以有效分离。
因此，在碳分子筛的制备过程中，需根据分子尺寸将其微孔分布控制在 0.28 纳米至 0.38 纳米之间。在此微孔尺寸范围内，氧气能通过微孔快速扩散进入孔内，而氮气难以通过，从而实现氧氮分离。
微孔的孔径大小是碳分子筛实现氧氮分离的基础：
若孔径过大，氧气与氮气分子均能轻易进入孔内，无法起到分离作用；
若孔径过小，氧气与氮气分子均无法进入孔内，同样不具备分离效果。
受条件限制，国内分子筛的孔径难以实现良好控制。目前市场上碳分子筛的碳孔径分布多为 0.31 纳米，仅有岩谷（Iwatani）分子筛的孔径达到了 0.28 纳米至 0.36 纳米的范围。
碳分子筛的原料包括椰壳、煤炭、树脂等，这些原料经加工粉碎后，会与基础基材进行捏合。基材的主要作用有三个：一是提高强度，防止碳分子筛破碎、粉化；二是辅助造孔。
造孔过程需在 600 至 1000 摄氏度的温度下引入活化剂。常用的活化剂包括水蒸气、二氧化碳、氧气及其混合物。这些活化剂会与碳分子筛中活性较高的无定形碳原子发生热化学反应，使碳材料的比表面积逐渐扩大，进而形成孔隙。造孔时间通常在 10 至 60 分钟之间。
第三步是利用化学蒸汽调整孔结构，例如通过苯等物质在分子筛孔壁上形成积碳，以此调节孔径大小，使其满足使用要求。
碳分子筛内部含有大量微孔，这些微孔允许动态尺寸较小的分子快速扩散进入孔内，同时限制直径较大的分子进入。由于不同尺寸气体分子的相对扩散速率存在差异，混合气体中的各组分得以有效分离。
因此，在碳分子筛的制备过程中，需根据分子尺寸将其微孔分布控制在 0.28 纳米至 0.38 纳米之间。在此微孔尺寸范围内，氧气能通过微孔快速扩散进入孔内，而氮气难以通过，从而实现氧氮分离。
微孔的孔径大小是碳分子筛实现氧氮分离的基础：
若孔径过大，氧气与氮气分子均能轻易进入孔内，无法起到分离作用；
若孔径过小，氧气与氮气分子均无法进入孔内，同样不具备分离效果。
受条件限制，国内分子筛的孔径难以实现良好控制。目前市场上碳分子筛的碳孔径分布多为 0.31 纳米，仅有岩谷（Iwatani）分子筛的孔径达到了 0.28 纳米至 0.36 纳米的范围。
碳分子筛的原料包括椰壳、煤炭、树脂等，这些原料经加工粉碎后，会与基础基材进行捏合。基材的主要作用有三个：一是提高强度，防止碳分子筛破碎、粉化；二是辅助造孔。
造孔过程需在 600 至 1000 摄氏度的温度下引入活化剂。常用的活化剂包括水蒸气、二氧化碳、氧气及其混合物。这些活化剂会与碳分子筛中活性较高的无定形碳原子发生热化学反应，使碳材料的比表面积逐渐扩大，进而形成孔隙。造孔时间通常在 10 至 60 分钟之间。
第三步是利用化学蒸汽调整孔结构，例如通过苯等物质在分子筛孔壁上形成积碳，以此调节孔径大小，使其满足使用要求。
