鞏義煤質(zhì)活性炭的化學及物理性能關(guān)于它的廣泛應(yīng)用
作者: 時間:2020-02-28
活性炭具有廣泛的應(yīng)用價值。例子包括氣體凈化、水凈化、金屬提取、黃金回收、醫(yī)藥、污水處理、防毒面具和過濾面具中的空氣過濾器,以及壓縮空氣中的過濾器。此外,活性炭還可用于冰箱、倉庫等封閉空間的除臭。雖然進一步的化學處理常常能增強材料的吸附能力,但只有高的表面積才能充分激活材料,使其應(yīng)用于實際。
在物理上,活性炭通過范德華力或倫敦色散力與材料結(jié)合。
活性炭不能很好地與某些化學物質(zhì)結(jié)合,包括醇類、醇類、氨、強酸和強堿、金屬以及大多數(shù)無機物,如鋰、鈉、鐵、鉛、砷、氟和硼酸?;钚蕴看_實能很好地吸收碘,事實上,碘值mg/g (ASTM D28標準方法試驗)被用作總表面積的指標?;钚蕴靠勺鳛楦鞣N化學物質(zhì)的底物,提高其吸附某些無機(和有機)化合物的能力,如硫化氫(H2S)、氨(NH3)、甲醛(HCOH)、汞(Hg)和放射性同位素碘-131 (131I)。這種性質(zhì)稱為化學吸附。
在電子顯微鏡下,發(fā)現(xiàn)了活性炭的高表面積結(jié)構(gòu)。單個顆粒呈強烈卷曲狀,并表現(xiàn)出各種孔隙度;在許多地區(qū),石墨類材料的平面彼此平行,彼此之間僅相隔幾納米左右。這些微孔為吸附提供了極好的條件,因為吸附材料可以同時與許多表面相互作用?;钚蕴康奈叫阅軠y試通常是在高真空條件下,氮氣在77k時進行的,但從日常生活中來看,活性炭完全可以產(chǎn)生相同的吸附性能,它可以從環(huán)境中吸附100°C下的蒸汽液態(tài)水和1/ 10000大氣壓下的蒸汽液態(tài)水。
活性炭中的粉狀活性炭:
傳統(tǒng)上,活性炭是由小于1.0毫米的粉末或細顆粒制成,平均直徑在0.15毫米到0.25毫米之間。因此,它們具有較大的表面體積比和較小的擴散距離。PAC是由破碎的或磨碎的碳顆粒組成,其中95% - 100%將通過一個或多個指定的篩網(wǎng)。粒狀活性炭被定義為活性炭被保留在50-mesh篩(0.297毫米)和PAC材料更好的材料,而ASTM分類粒子大小對應(yīng)于一個80 -孔篩(0.177毫米)和較小的PAC。PAC不是常用的在一個專用的容器,由于高水頭損失發(fā)生。PAC通常直接添加到其他處理單元中,如原水進水口、快速混合池、澄清器和重力過濾器。
活性炭是由碳源材料,如堅果殼,木材和煤。它可由下列工序之一生產(chǎn):
物理活化:前驅(qū)體利用氣體發(fā)展成活性炭。這通常是通過使用或結(jié)合以下過程之一:
碳化:含碳物質(zhì)在600-900℃的溫度下,在沒有空氣的情況下進行熱解(通常在惰性氣體中,如氬氣或氮氣)。
活化/氧化:原材料或碳化材料暴露于250℃以上的氧化環(huán)境(二氧化碳、氧氣或蒸汽)中,溫度通常在600-1200℃之間。
活性炭儲運:
1. 活性炭不屬于危險類別,但易燃。用火焰燃燒后不會發(fā)生著火,只會悶燒。
2. 活性炭不自燃,空氣可能著火,與汽油、柴油等混合,可引起燒傷。
3.活性炭燃燒時如果通風不足,會產(chǎn)生有毒的一氧化碳。
4. 活性炭必須盡快存放在消防建筑物內(nèi)。
5. 用抗氧化劑和活性炭混合。
6. 存放時應(yīng)禁止生火、生火和冒煙。