你對活性炭的生產(chǎn)方法了解多少?
作者: 時間:2019-04-04
第一步:原料的預處理
活性炭原料的預處理包括脫灰和預氧化。活性炭生產(chǎn)的原料是木材、煤等天然產(chǎn)物,均含有一定量的Si、Al、Ca、Mg等雜質(zhì)元素。在活性炭的制備過程中,這些組分對防止微孔的形成具有非常敏感的作用。通過對原料脫灰的預處理,可以顯著提高活性炭的性能。原料預氧化有兩種方法:干法和濕法:在一定的加熱條件下,空氣、氧氣和其他氣體作為氧化劑,而硝酸和硫酸常用作濕法中的氧化劑。結(jié)果表明,煤質(zhì)活性炭的比表面積為3
0 0 0m2μg,碘吸附值為15 0 0 mg/g,亞甲基藍吸附值為30 0 mg/g,苯酚吸附量為2 5 0 mg/g,煤活性炭的比表面積為30 0 0
m2μg,碘吸附值為15 0 0 mg/g。亞甲基藍的吸附值為300 mmol/min。木材活性炭對亞甲基藍的吸附值可達760
mg/g。第二步:當用物理活化法制備超級活性炭時,用催化活化劑
制備超級活性炭時,加入催化劑進行催化活化,可以使反應(yīng)速率提高一倍,活化溫度降低,孔徑分布集中。活性炭價格活性炭材料的化學性質(zhì)穩(wěn)定,機械強度高,耐酸、耐堿、耐熱,不溶于水與有機溶劑,可以再生使用,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品加工、冶金、藥物精制、軍事化學防護等各個領(lǐng)域
。例如,采用鈣離子催化物理活化法,使C-H2O反應(yīng)的活化能由185kJ/≤降至164mol/≤,孔徑集中在5-10
nm。
活性炭生產(chǎn)廠家指出,日本專利采用過渡金屬元素作為催化劑,不僅縮短了反應(yīng)時間,而且獲得了比表面積為25000m2/g、3
mmol的超級活性炭。典型的過渡金屬化合物有Fe_2(NO_3)_3、Fe(OH)_3、FePO_4、Fe_Br_3、Fe_2O_3等。然而,過快的反應(yīng)速度會導致微孔壁被燒穿,破壞微孔結(jié)構(gòu)。第三步:利用模板,在無機模板中引入有機聚合物并將其碳化到一個非常小的空間(納米級),然后通過強酸溶解模板,制備出類似于無機模板空間結(jié)構(gòu)的多孔碳材料?;钚蕴績r格活性炭材料的化學性質(zhì)穩(wěn)定,機械強度高,耐酸、耐堿、耐熱,不溶于水與有機溶劑,可以再生使用,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品加工、冶金、藥物精制、軍事化學防護等各個領(lǐng)域
。該方法可制備孔徑分布窄、選擇性強的中孔活性炭。以硅膠顆粒(75~147μm,比表面積470m2,孔徑4.7
nm)為模板,在美國和日本制備了比表面積為1100μm~2000m~2≤g,孔徑為1≤10 nm,集中在2
nm的活性炭材料。模板法制備活性炭的優(yōu)點是可以通過改變模板來控制活性炭的孔道分布,但該方法的缺點是制備過程復雜,需要用酸除去模板,從而提高了成本。