详细介绍: 郑州活性炭脱色除杂,郑州活性炭的液体吸附能力活性炭在液相中有哪些除杂作用 活性炭是一种以石墨微晶为基础的无定形结构材料,其主体元素是碳,还有部分非碳元素如氧、氢、氮、硫等,它们大部分结合在碳网的边缘形成表面化合物[1]。活性炭最大的特点是具有发达的孔隙结构和很大的比表面积以及吸附性能,其比表面积可高达1000-3000m2/g [2]。活性炭的这些特点决定了它对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。作为一种优良的吸附剂,活性炭具有独特的孔隙结构和表面活性官能团,化学性质稳定,机械强度高,耐酸、碱、热,不溶于水和有机溶剂,使用失效后可以再生,因此广泛地应用于污染治理(如气体净化和水处理)、食品加工、化工、军事化学防护等。此外,活性炭还可以作为催化剂和催化剂载体[3~5]。
目前应用较多的主要是粉末状、颗粒状的活性炭和活性炭纤维。前者主要是由自然原材料如煤、木材、坚果壳等制得。虽然用这些材料可以成功地制成性能高、价廉的活性炭,但是这些产品存在很多问题。首先,由于成批自然原材料的结构差异使制造活性炭时很难控制其结构特性而得到相同质量的产品。此外在填充床中使用粉末活性炭和颗粒活性炭时,存在压降大、沟道效应、颗粒磨损,粒子夹带等缺点[6]。对于活性炭纤维可通过控制加工条件获得一定结构和性能的产品,但是由于活性炭纤维的价格较高在应用方面也就颇受限制。
在环境治理应用中,要求使用的炭材料必须含有一定的孔结构,污染物质在通过这些孔时才能被有效的吸收和去除。一般情况下,炭材料的利用率越高,对污染物的处理效果就越好。例如,与活性炭相比活性炭纤维有很多优点,以重量计算,它的比表面积大于活性炭,吸附性能优于活性炭;但以体积计时,活性炭纤维的吸附性能并不优于活性炭,因为活性炭纤维的本体密度为0.1~0.2g/cm3,小于活性炭的0.5g/cm3。同样,在填充床中使用粉末或颗粒活性炭时,由于活性炭较低的堆砌密度,以及由此造成的扩散阻力的影响,填充床中活性炭的吸附性能难以得到充分应用[6]。
由于粉末状、颗粒状活性炭以及活性炭纤维在生产和应用上存在以上的问题,人们开始寻求一种能解决这些问题的新型高密度碳材料。块状活性炭( activated carbon monolith)便是顺应这种需求发展起来的一种新型碳材料。块状活性炭的压降低、表面积大、微孔结构丰富、密度较高、传质性能优良、机械强度高且耐磨、吸附性能好、吸脱附速率快。在环境治理方面这种材料可谓是非常理想的材料之一。
内容: 活性炭在液相工艺中应用大都涉及去除杂质一类的精制或净化,其主要作用有:
脱色、去除着色及其前体等杂质;脱臭、去除呈臭及其前体等杂质;脱异味杂质;脱硫类杂质;去除胶体类杂质;去除油类杂质;去除起泡类杂质;去除放射性类杂质;去除溶液中防碍过滤;结晶和纯度的杂质;去除水中三氯甲烷、氯等杂质;去除致浑浊杂质;去除热源杂质;去除废水中有害的杂质。
活性炭的比表面积越大、吸附力一定越大吗?
一般来说活性炭的比表面积(BET)越大,吸附力也越大,但是有时候却不一定。
BET是用氮气或丁烷的吸附方法测出活性炭总表面积的一种广用的参数。按理BET越大,吸附力就越大。可是在实际应用中这概念有局限性,因为活性炭的孔有大孔、中孔和微孔的区别,有时仅有部分的孔适合于某类大小吸附物的进入。
在液相应用中,通常有机物的吸附值分子量(分子大小)的提高而提高。直到分子大到不能进孔为止。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,吸附物进不了;孔太大,使单位体积的表面积减少。
在气相应用中,小分子被吸附进入微孔。这时总表面积的概念是合用的。至于活性炭对金属络合物的吸附,涉及化学键的形成,也不是BET越大越好。
影响粒状活性炭应用的主要性质是什么
应用粒状活性炭,尤其大量应用,最影响效果和成本的活性炭主要性质是:吸附量;压降或床层膨胀;抗磨性;大小、水分、灰分、pH值和可溶物。
应用较为大量的粒状活性炭都装在柱型设备中,就要讲究压降(压头损失)或床层膨胀,是设计炭柱的必要因素。压降由微粒大小和大小分布所决定。床层膨胀由微粒大小、形状和大小分布以及微粒密度所决定。
大量使用粒状活性炭时,常加水以泵输送和以运输带脱水,因此要重视活性炭的损失量,讲求活性炭的抗磨性。
浅谈活性炭的过滤方法
内容: 活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比,接触时间越长,过滤后的水质越佳。注意:过滤的水应缓慢地流出过滤层。新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净,否则有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前,应在底部和顶部加铺2~3厘米厚的海绵,作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去,活性炭使用2~3个月后,如果过滤效果下降就应调换新的活性炭,海绵层也要定期更换。
活性炭的吸附原理是:在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度,再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内,使用初期的吸附效果很高。但时间一长,活性炭的吸附能力会不同程度地减弱,吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊,水中有机物含量高,活性炭很快就会丧失过滤功能。所以,活性炭应定期清洗或更换。
活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说,活性炭颗粒越小,过滤面积就越大。所以,粉末状的活性炭总面积最大,吸附效果最佳,但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中,难以控制,很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动,水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞,其吸附能力强,携带更换方便。
活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。水温越高,活性炭的吸附能力就越强;若水温高达30℃以上时,吸附能力达到极限,并有逐渐降低的可能。当水质呈酸性时,活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱;当水质呈碱性时,活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。所以,水质的PH不稳定,也会影响到活性炭的吸附能力。
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