近期研究結果表明,活性炭表面官能團是其催化活性的來源?;钚蕴孔鳛榇呋瘎┑奈锢硇再|和化學性質,因原料的種類及制造條件的差異而呈現多樣性,這是由于活性炭表面官能團的種類與數量,石墨狀微晶的結晶化程度、大小及微晶相互之間集合狀態的不同。其中,光氣合成是以活性炭作為催化劑進行的最為重要的反應。光氣(碳酰氯,COCl2)是一種合成聚氨酯類化合物的原料,后者廣泛用于塑料、涂料、皮革、包裝材料等方面。它通常是用一氧化碳和氯氣在紫外線下合成,但是該方法的產率和速度都比較低,逐漸被活性炭催化劑法取代。該方法使用氯和稍過量的一氧化碳通過裝有催化劑活性炭的反應器,在80~150℃和1~10個大氣壓下,可合成得到高轉化率(90%)的光氣,1t活性炭可產2t光氣?;钚蕴窟€可以催化氯和二氧化硫合成硫酰氯等類似的鹵化加成反應。此外,鹵代烴的氫解、脫除煤煙中的硫、醇類的脫水反應及乙烯、丙烯、丁烯、苯乙烯的聚合反應等都是活性炭催化劑的反應領域。下表列出了活性炭作為催化劑的主要反應類型。
反應的類型 | 具體的反應種類 |
含鹵素的反應 | 從一氧化碳制造光氣的反應、制造氰尿酰氯的反應、制造三氯乙烯及四氯乙烯的反應、氟化反應、制造氯磺酸酰及氟磺酰的反應、乙醇的氯化反應;由乙烯制造二氯乙烷的氯化反應 |
氧化反應 | 氧化水溶液中的硫化鈉制造多硫化合物的反應;從二氧化硫氣體制造硫酸的氧化反應;從硫化氫制造單體硫黃的氧化反應;一氧化氮的氧化反應;草酸的氧化反應;乙醇的氧化反應 |
脫氫反應 | 從鏈烷烴制造鏈烯烴的脫氫反應;從環烷烴制造芳香族化合物的脫氫反應 |
氧化、脫氫反應 | 從鏈烷烴制造鏈烯烴的氧化、脫氫反應 |
還原反應 | 鏈烯烴、雙烯烴的還原反應;通過羰基的還原制造甲醇的反應;油脂的氫化反應;芳香族羧酸的還原反應;過氧化物的分解反應;一氧化氮還原成氨的反應 |
單體的合成反應 | 氯乙烯單體的合成反應;乙酸乙烯單體的合成反應 |
異構化反應 | 丁二烯的異構化反應;甲酚的異構化反應;松香及油脂等的異構化反應 |
聚合反應 | 乙烯、丙烯、丁烯、苯乙烯等的聚合反應 |
其他反應 | 醇類的脫水反應、重氫交換反應 |