鄭州活性炭脫色除雜,鄭州活性炭的液體吸附能力活性炭在液相中有哪些除雜作用 活性炭是一種以石墨微晶為基礎(chǔ)的無定形結(jié)構(gòu)材料,其主體元素是碳,還有部分非碳元素如氧、氫、氮、硫等,它們大部分結(jié)合在碳網(wǎng)的邊緣形成表面化合物[1]。活性炭最大的特點是具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和很大的比表面積以及吸附性能,其比表面積可高達1000-3000m2/g [2]?;钚蕴康倪@些特點決定了它對氣體、溶液中的無機或有機物質(zhì)及膠體顆粒等都有很強的吸附能力。作為一種優(yōu)良的吸附劑,活性炭具有獨特的孔隙結(jié)構(gòu)和表面活性官能團,化學性質(zhì)穩(wěn)定,機械強度高,耐酸、堿、熱,不溶于水和有機溶劑,使用失效后可以再生,因此廣泛地應用于污染治理(如氣體凈化和水處理)、食品加工、化工、軍事化學防護等。此外,活性炭還可以作為催化劑和催化劑載體[3~5]。
目前應用較多的主要是粉末狀、顆粒狀的活性炭和活性炭纖維。前者主要是由自然原材料如煤、木材、堅果殼等制得。雖然用這些材料可以成功地制成性能高、價廉的活性炭,但是這些產(chǎn)品存在很多問題。首先,由于成批自然原材料的結(jié)構(gòu)差異使制造活性炭時很難控制其結(jié)構(gòu)特性而得到相同質(zhì)量的產(chǎn)品。此外在填充床中使用粉末活性炭和顆?;钚蕴繒r,存在壓降大、溝道效應、顆粒磨損,粒子夾帶等缺點[6]。對于活性炭纖維可通過控制加工條件獲得一定結(jié)構(gòu)和性能的產(chǎn)品,但是由于活性炭纖維的價格較高在應用方面也就頗受限制。
在環(huán)境治理應用中,要求使用的炭材料必須含有一定的孔結(jié)構(gòu),污染物質(zhì)在通過這些孔時才能被有效的吸收和去除。一般情況下,炭材料的利用率越高,對污染物的處理效果就越好。例如,與活性炭相比活性炭纖維有很多優(yōu)點,以重量計算,它的比表面積大于活性炭,吸附性能優(yōu)于活性炭;但以體積計時,活性炭纖維的吸附性能并不優(yōu)于活性炭,因為活性炭纖維的本體密度為0.1~0.2g/cm3,小于活性炭的0.5g/cm3。同樣,在填充床中使用粉末或顆?;钚蕴繒r,由于活性炭較低的堆砌密度,以及由此造成的擴散阻力的影響,填充床中活性炭的吸附性能難以得到充分應用[6]。
由于粉末狀、顆粒狀活性炭以及活性炭纖維在生產(chǎn)和應用上存在以上的問題,人們開始尋求一種能解決這些問題的新型高密度碳材料。塊狀活性炭( activated carbon monolith)便是順應這種需求發(fā)展起來的一種新型碳材料。塊狀活性炭的壓降低、表面積大、微孔結(jié)構(gòu)豐富、密度較高、傳質(zhì)性能優(yōu)良、機械強度高且耐磨、吸附性能好、吸脫附速率快。在環(huán)境治理方面這種材料可謂是非常理想的材料之一。
內(nèi)容: 活性炭在液相工藝中應用大都涉及去除雜質(zhì)一類的精制或凈化,其主要作用有:
脫色、去除著色及其前體等雜質(zhì);脫臭、去除呈臭及其前體等雜質(zhì);脫異味雜質(zhì);脫硫類雜質(zhì);去除膠體類雜質(zhì);去除油類雜質(zhì);去除起泡類雜質(zhì);去除放射性類雜質(zhì);去除溶液中防礙過濾;結(jié)晶和純度的雜質(zhì);去除水中三氯甲烷、氯等雜質(zhì);去除致渾濁雜質(zhì);去除熱源雜質(zhì);去除廢水中有害的雜質(zhì)。
活性炭的比表面積越大、吸附力一定越大嗎?
一般來說活性炭的比表面積(BET)越大,吸附力也越大,但是有時候卻不一定。
BET是用氮氣或丁烷的吸附方法測出活性炭總表面積的一種廣用的參數(shù)。按理BET越大,吸附力就越大??墒窃趯嶋H應用中這概念有局限性,因為活性炭的孔有大孔、中孔和微孔的區(qū)別,有時僅有部分的孔適合于某類大小吸附物的進入。
在液相應用中,通常有機物的吸附值分子量(分子大?。┑奶岣叨岣摺V钡椒肿哟蟮讲荒苓M孔為止。最理想的活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔。孔太小,吸附物進不了;孔太大,使單位體積的表面積減少。
在氣相應用中,小分子被吸附進入微孔。這時總表面積的概念是合用的。至于活性炭對金屬絡合物的吸附,涉及化學鍵的形成,也不是BET越大越好。
影響粒狀活性炭應用的主要性質(zhì)是什么
應用粒狀活性炭,尤其大量應用,最影響效果和成本的活性炭主要性質(zhì)是:吸附量;壓降或床層膨脹;抗磨性;大小、水分、灰分、pH值和可溶物。
應用較為大量的粒狀活性炭都裝在柱型設備中,就要講究壓降(壓頭損失)或床層膨脹,是設計炭柱的必要因素。壓降由微粒大小和大小分布所決定。床層膨脹由微粒大小、形狀和大小分布以及微粒密度所決定。
大量使用粒狀活性炭時,常加水以泵輸送和以運輸帶脫水,因此要重視活性炭的損失量,講求活性炭的抗磨性。
淺談活性炭的過濾方法
內(nèi)容: 活性炭的吸附能力和與水接觸的時間成正比,接觸時間越長,過濾后的水質(zhì)越佳。注意:過濾的水應緩慢地流出過濾層。新的活性炭在第一次使用前應洗滌潔凈,否則有墨黑色水流出?;钚蕴吭谘b入過濾器前,應在底部和頂部加鋪2~3厘米厚的海綿,作用是阻止藻類等大顆粒雜質(zhì)滲透進去,活性炭使用2~3個月后,如果過濾效果下降就應調(diào)換新的活性炭,海綿層也要定期更換。
活性炭的吸附原理是:在其顆粒表面形成一層平衡的表面濃度,再把有機物質(zhì)雜質(zhì)吸附到活性炭顆粒內(nèi),使用初期的吸附效果很高。但時間一長,活性炭的吸附能力會不同程度地減弱,吸附效果也隨之下降。如果水族箱中水質(zhì)混濁,水中有機物含量高,活性炭很快就會喪失過濾功能。所以,活性炭應定期清洗或更換?! ?/p>
活性炭顆粒的大小對吸附能力也有影響。一般來說,活性炭顆粒越小,過濾面積就越大。所以,粉末狀的活性炭總面積最大,吸附效果最佳,但粉末狀的活性炭很容易隨水流入水族箱中,難以控制,很少采用。顆粒狀的活性炭因顆粒成形不易流動,水中有機物等雜質(zhì)在活性炭過濾層中也不易阻塞,其吸附能力強,攜帶更換方便?! ?br />
活性炭的吸附能力與水溫的高低、水質(zhì)的好壞等有一定關(guān)系。水溫越高,活性炭的吸附能力就越強;若水溫高達30℃以上時,吸附能力達到極限,并有逐漸降低的可能。當水質(zhì)呈酸性時,活性炭對陰離子物質(zhì)的吸附能力便相對減弱;當水質(zhì)呈堿性時,活性炭對陽離子物質(zhì)的吸附能力減弱。所以,水質(zhì)的PH不穩(wěn)定,也會影響到活性炭的吸附能力。
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