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活性炭的基础知识

作者:瑞林净水 来源: 日期:2018-10-5 19:37:31 人气: 标签:椰壳活性炭
  活性炭的基础知识 活性炭基础知识 活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达、表面积大,吸附能力强的一类微晶质碳素材料。它是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体,广泛应用于几乎所有的国民经济部门和人们的日常生活。 1. 活性炭分类-由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同,活性炭品种不下千种。 1.1 按原料来源分,可分为木质活性炭(如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等)、 矿物质原料活性炭(各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭)、其它原料制成的活性炭(如废橡胶、废塑料等制成的活性炭)。 1.2 按制造方法分,可分为化学法活性炭(化学炭) 将含碳原料与某些化学药品混合后进行热处理,制取活性炭的方法叫化学法。用化学法生产的活性炭又称为化学法活性炭或化学炭。 可以作为化学法的化学药品又称作活化剂,活化剂有氯化锌、氯化钙、碳酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、硫化钾、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠、硼酸等,总之许多酸、碱、盐都可以用作活化剂,主要从活性炭的性能和经济性来考虑采用何种活化剂。 一般说来,化学炭的孔隙中次微孔、中孔(即孔直径或孔宽大于1.5纳米的孔隙)较发达,主要用于液相吸附精制和溶剂回收的气相(蒸汽)吸附场合。 化学法制造活性炭由于加入了化学药品在制造过程中应当极其重视环境保护以及产品中可能存在微量非原料带入的元素的影响问题。 1.2.2 物理法活性炭 以炭为原料用水蒸汽、二氧化碳、空气(主要是氧)或它们的混合物(烟道气)为活化介质,在高温下(600~1000℃)进行活化制取活性炭的方法叫物理法。物理法制造的活性炭叫物理法活性炭,也称作物理炭。一般说来物理炭的微孔(孔直径或孔宽小于1.5纳米的孔隙)发达,主要用于气相吸附场合或小分子液相吸附场合。 1.2.3 化学--物理法或物理--化学法活性炭 在了解化学炭和物理炭的同时,还应当提及化学--物理法或物理--化学法活性炭。选用不同的原料和采用不同的化学法与物理法的组合可以对活性炭的孔隙结构进行调控,从而制取许多性能不同的活性炭。这种化学--物理法或物理--化学法是许多年来及今后相当长时期内世界各国活性炭工作者非常关注的活性炭制取方法。 1.3 按外观形状分 1.3.1 粉状活性炭 一般将90%以上通过80目标准筛或粒度小于0.175mm的活性炭通称粉状活性炭或粉状炭。粉状炭在使用时有吸附速度较快,吸附能力使用充分等优点,但需专有的分离方法。随着分离技术的进步和某些应用要求的出现,粉状炭的粒度有越来越细化的倾向,有的场合已达到微米甚至纳米级。 1.3.2 颗粒活性炭 通常把粒度大于0.175mm的活性炭称作颗粒活性炭。 颗料活性炭又分为下列几种。 1.3.2.1 不定型颗料活性炭 不定型颗料活性炭一般由颗料状原料经炭化、活化,然后破碎筛分至需要粒度制成,也可以用粉状活性炭加入适当的粘结剂经适当加工而成。 1.3.2.2 园柱形活性炭 园柱形活性炭又称柱状炭,一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制成。也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型。柱状炭又有实心和中空之分,中空柱状炭是柱状炭内有人造的一个或若干个有规则的小孔。 1.3.2.3 球形活性炭 球形活性炭故名思义是园球形的活性炭,它的制取方法与柱状炭类似,但有成球过程。也可以用液态含碳原料经喷雾造粒、氧化、炭化、活化制成,还可以用粉状活性炭加粘结剂成球加工而成。球形活性炭也有实心和空心球形活性炭之分。 1.3.3 其它形状的活性炭 除了粉状活性炭和颗粒活性炭两大类外,还有其他形状的,如活性炭纤维、活性炭纤维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板等等。 1.4 按应用场合分 前已述及活性炭广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的日常生活,正因为如此,按活性炭应用场合进行分类是很困难的,问题在于同一种活性炭可以应用于多种场合,而某种场合又可以用多种活性炭达到相同的目的。人们往往是由应用来获得对活性炭的认识的,所以往往在活性炭词语前冠似×××活性炭也作为的定俗成的活性炭的模糊分类方法。如糖用活性炭、针剂活性炭、味精活性炭、净水活性炭等等。 活性炭由于具有吸附、催化和一定的化学反应性能,同时又具有物理、化学的相对稳定性。广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的目常生活。 3.1 活性炭在气(汽)相吸附中的应用 活性炭在气(汽)相吸附中的大规模应用是从第一次世界大战中的毒气防护开始的。此后,逐渐向其他领域扩展,归纳起来其主要应用如下。 3.1.1 有毒或有害气体的防护 防毒面具、口罩和防护服是活性炭应用的典型代表。 3.1.2 气(汽)体的净化、精制和分离 空气净化、空气的氮、氧吸附分离和纯化;工业氢的度压吸附分离和提纯;溶剂回收;烟气中去除二氧化硫和氮氧化合物;空调;航天和深海潜艇的工作环境的气体净化等部离不开活性炭。 3.2 活性炭在液相吸附中的应用 活性炭最早的应用是从欧洲人精制糖液开始的。现在活性炭在液相吸附中的应用乙遍及许多工业部门和人们的日常生活。 3.2.1 食品工业中的应用 所有甜味剂、调味品、食用油脂、饮料都使用活性炭进行脱色精制。到目前为止,这方面的应用仍然是活性炭最广阔的市场之一,特别是正在实现工业化的我国和许多发展中国家。 3.2.2 制药工业中的应用 所有人工合面和生物制药的原料药,尤其是西药都采用活性炭进行脱色精制。活性炭吸附的主要作用是去除杂质、提高纯度和去除致热源。这是活性炭又一广大市场之一。   
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