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活性炭的原料以及吸附作用

来源:活性炭的原料以及吸附作用 发布于:2021-10-16 03:04:49   浏览:275
活性炭是由固态碳质物(如煤、木料、硬果壳、果核、树脂等)在隔绝空气条件下经600~900℃高温炭化,然后在400~900℃条件下用空气、二氧化碳、水蒸气或三者的混合气体进行氧化活化后获得的。
由于活化的过程是一个微观过程,即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀 ,所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面的微孔直径大多在2~50nm之间,即使是少量的活性炭,也有巨大的表面积,每克活性炭的表面积为500~1500m2,活性炭的一切应用,几乎都基于活性炭的这一特点。
吸附机理
活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说,颗粒越小,孔隙扩散速度越快,活性炭的吸附能力就越强。
吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的,吸附速度是指单位时间内单位重量的吸附剂所吸附的量。在水处理中,吸附速度决定了吸附剂与污水的接触时间。
活性炭
经过活化理的黑色多孔的固体炭质。一般呈粉状、粒状或丸状,主要成分为碳,还含少量氧、氢、硫、氮、氯。早期生产活性炭的原料为木材、硬果壳或兽骨,后来主要采用煤,生产方法有:①蒸汽、气体活化法。利用水蒸气或二氧化碳在850~900℃将碳活化。②化学活化法。利用活化剂放出的气体,或用活化剂浸渍原料,在高温处理后都可得到活性炭。
活性炭具有微晶结构,微晶排列完全不规则,晶体中有微孔(半径小于20〔埃〕=10-10米)、过渡孔(半径20~1000)、大孔(半径1000~100000),使它具有很大的内表面,比表面积为500~1700米2/克。这决定了活性炭具有良好的吸附性,可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污染物、色素等。工业上应用活性炭还要求机械强度大、耐磨性能好,它的结构力求稳定,吸附所需能量小,以有利于再生。活性炭用于油脂、饮料、食品、饮用水的脱色、脱味,气体分离、溶剂回收和空气调节,用作催化剂载体和防毒面具的吸附剂。
选用优质果炭或者无烟煤为原料,采用先进设备,经炭化、活化、精选、破碎、筛分、酸洗、干燥等工艺精制而成。产品具有极其发达的微孔结构,比表面积大的特点。
活性炭是利用木炭、木屑、椰子壳一类的坚实果壳、果核及优质煤等做原料,通过物理和化学方法,经过高温炭化、活化、酸洗、漂洗等一系列工艺而生成的黑色、无味、无毒的物质。它具有高达600-2000m2/g的比表面和物理吸附与化学吸附的双重特性。它含有半径为1000 oA以上大孔、100-200oA过渡孔与20 oA以上微孔的分布结构。能选择吸附气相、液相中的小分子到大分子的各类物质,达到脱色、除臭消毒,去污提纯之目的。 



椰壳、桃壳、杏壳为原料,采用先进的工艺和设备,经炭化,水蒸气高温活化而成,外观为黑色颗粒,具有孔隙发达,吸附能力强,强度好,化学性稳定,颗粒均匀等,主要用于饮用水、纯净水、饮料、制酒、工业用水,电厂、污水及水质的深度净化以及贵金属提炼,渗银专用活性炭。
活性碳一般用于消除水中异味、色度、余氯、以及有害的有机化学物质。活性碳去除污染物质的方法主要是运用吸附原理,也就是利用污染物质吸附在碳体表面以去除污染物。
活性碳是将碳原料经过特别处理而得,其来源大多取自石油产物、煤矿或木材原料。在制造过程中,先将碳原料进行压碎处理,再以500~1800℉(260~582℃)的高温加热(活化处理),使碳产生大大小小的孔隙,这些大小孔隙称为大孔及微孔。经过这些过程处理主要有两个目的:一为增加碳的总表面积;另一目的则为使其产生散布均匀的大大小小孔隙,以增加活性碳吸附、去除污染物的种类及能力。
活性碳是多孔的碳粒,其多孔性将其内部的表面积大幅增加。高品质的活性碳内在表面积可达每公克400~1,200平方公尺,即一粒黄豆般大小的活性碳,表面积就可高达360坪。就像是停车场,越大的面积就可停泊越多的车子,也就是说,只有表面积大的活性碳粒才有足够吸附污染物的空间。
孔洞的大小和分布,决定了活性碳去除污染物能力的强弱。最小的微孔洞直径约在1纳米(1nm)以下,具有最强的吸附效能;而直径1~25纳米的中孔洞和直径大于25纳米的大孔洞则吸收能力低,其主要功能是将水中的污染源输送到微孔洞使之发挥吸附去污效能。


本文作者:董帝豪

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