鞏義煤質(zhì)活性炭在進行氣體凈化時的一些使用
作者: 時間:2020-03-04
椰殼活性炭是活性炭的一種,由椰殼制成。活性炭具有非晶態(tài)顆粒形狀,機械強度高,孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達,比表面積大,吸附速度快,吸附容量大,易再生和耐久性好。主要用于食品、飲料、藥用活性炭、酒精、空氣凈化活性炭和高純飲用水的脫臭、水中重金屬的去除、脫氯和液體脫色??蓮V泛應(yīng)用于化工行業(yè)的溶劑回收和氣體分離。
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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(xué)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。活性炭確實能很好地吸收碘,事實上,碘值mg/g (ASTM D28標(biāo)準(zhǔn)方法試驗)被用作總表面積的指標(biāo)?;钚蕴靠勺鳛楦鞣N化學(xué)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(xué)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。
顆粒活性炭相對于粉末狀活性炭具有較大的粒徑,因此其外表面較小。因此,吸附劑的擴散是一個重要因素。因此,這些碳是所有氣體和蒸汽吸附的首選,因為它們的擴散速度更快。顆粒碳用于水處理、脫臭和分離流動系統(tǒng)的部件。
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。
一般來說,當(dāng)活性炭的孔隙半徑是吸附體分子半徑的2 - 4倍時,最有利于吸附。與其他吸附劑相比,活性炭具有無限大的比表面積和異常豐富的微孔。一般來說,活性炭的比表面積高達500-1700 m~/g,這是活性炭吸附能力強、吸附能力大的主要原因。當(dāng)然,相同炭量的活性炭與外表面相比,同一物質(zhì)的吸附能力有時是不同的,這與活性炭的內(nèi)孔布局和分散以及化學(xué)性質(zhì)的外觀有關(guān)。