高娟

【摘要】通过对国内外专利及文献进行研究，对碳分子筛的发展和性能进行研究。碳分子筛是目前首选的变压吸附空分富氮吸附剂。利用CMS来分离氮气，带来巨大的经济效益和社会效益。

【关键词】碳分子筛 木炭 选择性 调孔

一、碳分子筛的发展简史

60年代，CMS一开始是在美国制造成功并且很快地得到广泛使用，最初，它主要是用来从空气中分离氧气的吸附剂，后来逐渐应用于制取氮气。到了后来的一二十年，世界各国对氮气的需求量不断增加，而变压吸附制氮技术及使用装置也逐渐成熟起来，进一步推动了碳分子筛制造技术的发展。

我国是从20世纪70年代开始了对CMS的研究，主要研究单位有上海的化工研究所、吉林石油化工设计院、山西煤化所和大连理工大学。国产的CMS的质量在不断提高，技术日渐成熟，但和国际先进水平的CMS相比较，还是存在着很多问题，如重现性差，孔径的均一性较差，吸附容量小等。国内CMS的制作工艺还需要进一步的完善和提高。

总的说来，碳分子筛的发展历程按照性能差异，大至分四个阶段：第一代的CMS由于制造工艺的限制，孔径分布一般不均匀，制得的氮气纯度也只为97%、98%左右，回收率较低，能量消耗较高；第二代的CMS的性能有所提高，制得的氮气纯度可以到了99.9%以上，但能耗相当大，不能应用于大规模制备CMS，这个阶段的分子筛在制取97%、98%纯度氮气时，回收率已经较高了，已经得到了广泛的应用。第三代随着制备CMS技术的提高，性能有了很大的提高，能够制备出的氮气的纯度到达99.99%以上，在制取99.5%纯度氮气时，回收率比前两个阶段的都要高，像德国BF公司、日本的岩谷公司等制备的CMS都达到了较高的水平。……