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活性炭的原料以及吸附作用

來源:活性炭的原料以及吸附作用 發(fā)布于:2021-10-16 03:04:49   瀏覽:434
活性炭是由固態(tài)碳質(zhì)物(如煤、木料、硬果殼、果核、樹脂等)在隔絕空氣條件下經(jīng)600~900℃高溫炭化,然后在400~900℃條件下用空氣、二氧化碳、水蒸氣或三者的混合氣體進行氧化活化后獲得的。
由于活化的過程是一個微觀過程,即大量的分子碳化物表面侵蝕是點狀侵蝕 ,所以造成了活性炭表面具有無數(shù)細小孔隙。活性炭表面的微孔直徑大多在2~50nm之間,即使是少量的活性炭,也有巨大的表面積,每克活性炭的表面積為500~1500m2,活性炭的一切應(yīng)用,幾乎都基于活性炭的這一特點。
吸附機理
活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對水中的一種或多種物質(zhì)的吸附作用,以達到凈化水質(zhì)的目的?;钚蕴康奈侥芰εc活性炭的孔隙大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來說,顆粒越小,孔隙擴散速度越快,活性炭的吸附能力就越強。
吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標。吸附能力的大小是用吸附量來衡量的,吸附速度是指單位時間內(nèi)單位重量的吸附劑所吸附的量。在水處理中,吸附速度決定了吸附劑與污水的接觸時間。
活性炭
經(jīng)過活化理的黑色多孔的固體炭質(zhì)。一般呈粉狀、粒狀或丸狀,主要成分為碳,還含少量氧、氫、硫、氮、氯。早期生產(chǎn)活性炭的原料為木材、硬果殼或獸骨,后來主要采用煤,生產(chǎn)方法有:①蒸汽、氣體活化法。利用水蒸氣或二氧化碳在850~900℃將碳活化。②化學(xué)活化法。利用活化劑放出的氣體,或用活化劑浸漬原料,在高溫處理后都可得到活性炭。
活性炭具有微晶結(jié)構(gòu),微晶排列完全不規(guī)則,晶體中有微孔(半徑小于20〔埃〕=10-10米)、過渡孔(半徑20~1000)、大孔(半徑1000~100000),使它具有很大的內(nèi)表面,比表面積為500~1700米2/克。這決定了活性炭具有良好的吸附性,可以吸附廢水和廢氣中的金屬離子、有害氣體、有機污染物、色素等。工業(yè)上應(yīng)用活性炭還要求機械強度大、耐磨性能好,它的結(jié)構(gòu)力求穩(wěn)定,吸附所需能量小,以有利于再生?;钚蕴坑糜谟椭嬃?、食品、飲用水的脫色、脫味,氣體分離、溶劑回收和空氣調(diào)節(jié),用作催化劑載體和防毒面具的吸附劑。
選用優(yōu)質(zhì)果炭或者無煙煤為原料,采用先進設(shè)備,經(jīng)炭化、活化、精選、破碎、篩分、酸洗、干燥等工藝精制而成。產(chǎn)品具有極其發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu),比表面積大的特點。
活性炭是利用木炭、木屑、椰子殼一類的堅實果殼、果核及優(yōu)質(zhì)煤等做原料,通過物理和化學(xué)方法,經(jīng)過高溫炭化、活化、酸洗、漂洗等一系列工藝而生成的黑色、無味、無毒的物質(zhì)。它具有高達600-2000m2/g的比表面和物理吸附與化學(xué)吸附的雙重特性。它含有半徑為1000 oA以上大孔、100-200oA過渡孔與20 oA以上微孔的分布結(jié)構(gòu)。能選擇吸附氣相、液相中的小分子到大分子的各類物質(zhì),達到脫色、除臭消毒,去污提純之目的。 



椰殼、桃殼、杏殼為原料,采用先進的工藝和設(shè)備,經(jīng)炭化,水蒸氣高溫活化而成,外觀為黑色顆粒,具有孔隙發(fā)達,吸附能力強,強度好,化學(xué)性穩(wěn)定,顆粒均勻等,主要用于飲用水、純凈水、飲料、制酒、工業(yè)用水,電廠、污水及水質(zhì)的深度凈化以及貴金屬提煉,滲銀專用活性炭。
活性碳一般用于消除水中異味、色度、余氯、以及有害的有機化學(xué)物質(zhì)?;钚蕴既コ廴疚镔|(zhì)的方法主要是運用吸附原理,也就是利用污染物質(zhì)吸附在碳體表面以去除污染物。
活性碳是將碳原料經(jīng)過特別處理而得,其來源大多取自石油產(chǎn)物、煤礦或木材原料。在制造過程中,先將碳原料進行壓碎處理,再以500~1800℉(260~582℃)的高溫加熱(活化處理),使碳產(chǎn)生大大小小的孔隙,這些大小孔隙稱為大孔及微孔。經(jīng)過這些過程處理主要有兩個目的:一為增加碳的總表面積;另一目的則為使其產(chǎn)生散布均勻的大大小小孔隙,以增加活性碳吸附、去除污染物的種類及能力。
活性碳是多孔的碳粒,其多孔性將其內(nèi)部的表面積大幅增加。高品質(zhì)的活性碳內(nèi)在表面積可達每公克400~1,200平方公尺,即一粒黃豆般大小的活性碳,表面積就可高達360坪。就像是停車場,越大的面積就可停泊越多的車子,也就是說,只有表面積大的活性碳粒才有足夠吸附污染物的空間。
孔洞的大小和分布,決定了活性碳去除污染物能力的強弱。最小的微孔洞直徑約在1納米(1nm)以下,具有最強的吸附效能;而直徑1~25納米的中孔洞和直徑大于25納米的大孔洞則吸收能力低,其主要功能是將水中的污染源輸送到微孔洞使之發(fā)揮吸附去污效能。


本文作者:董帝豪

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