活性炭的吸附原理
活性炭(英语:Active charcoal),亦称活性碳(英语:Active carbon)、活化炭(英语:Activated charcoal;Activated char)或活化碳(英语:Activated carbon),是黑色粉末状或颗粒状的碳物质。活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列,在交叉连接之间有细孔,在活化时会产生碳组织缺陷,因此它是一种多孔碳,堆积密度低,比表面积大,也是做一个过滤器的主要物料。
活性炭的制作
活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料,如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等。这些含碳材料在活化炉中,在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中,的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成, 而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的,活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用,这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故。活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔,具有无比的表面积,能有效地去除色度、臭味,可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物,包含某些有毒的重金属。
活性炭的原理
1、过滤原理
活性炭过滤器是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程,被截留的悬浮物充塞于活性炭间的空隙。滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小,随活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗,可容纳悬浮物的空间越大。其表现为过滤能力增强,纳污能力增加,截污量增大。同时,活性炭滤层孔隙越大,水中悬浮物越能被更深地输送至下一层活性炭滤层,在有足够保护厚度的条件下,悬浮物可以更多地被截留,使中下层滤层更好地发挥截留作用,机组截污量增加。
从严格的理论上讲,活性炭所具有的对悬浮物的截留能力来自活性炭所提供的表面积。流速低时,机组的过滤能力主要地来自活性炭的筛除作用,而流速快时,过滤能力来自活性炭颗粒表面的吸附作用,在过滤过程中活性炭所提供的颗粒表面积越大,对水中悬浮物的附着力越强。
2、吸附原理
根据吸附过程中活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同,可将吸附分为两大类:物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。在吸附过程中,当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附;当活性炭分子和污染物分 子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关,与活性炭的化学性质基本无关。由于范德华力较弱,对污染物分子的结构影响不大,这种力与分子间内聚力一样,故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。
由于化学键强,对污染物分子的结构影响较大,故可把化学吸附看做化学反应,是污染物与活性炭间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移,而不是简单的微扰或弱极化作用,是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。
吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程,分子的自由能会降低,因此,吸附过程是放热过程,所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同,它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。
脱附活性炭在化学工业中常用作催化剂载体,即将有催化性的物质沉积在蜂窝活性炭块体的表面(此项技术本公司与上海交通大学合作,以取得可喜成果)然后一起用作催化剂,这时蜂窝活性炭的作用并不限于负载活化剂,它对催化剂的活性,选择性和使用寿命都有重大影响。同时,它也具有助催化的作用。因此,蜂窝活性炭在许多吸附过程中伴有催化任凭,表现出催化的活性。例如,蜂窝活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫。
综上所述,利用活性炭粉加工制作而成的活性炭块(16孔∕c㎡)其多孔结构,的内表面积和很好的耐热性、耐酸性、耐碱性,可作为催化剂载体的选择。
产品优势:
脱附活性炭块由于采用活性炭粉作为主要原料加工制成,因而其的物理性状进一步优化了活性炭本身具的高表面积,高表面活性,高吸附容量的特性,使其风阻系数更小,吸附量更大,设备能耗更低,运行成本低廉。能吸附、脱附更容易。性能价格比远远优于活性炭颗粒或活性炭纤维,更适合大排量,中低浓度的废气净化设备选用。
应用领域:1. 加载空调及空气滤清
现如今各大、中、小型商场、、宾馆及地下通道、地铁站等,过大,物体挥发的有害气体会通过空气直接危害到人体身心健康,因此,当人们在被污染的环境中时,只要空气中的污染没有超过极限,并不会立即致人,但是它的害是慢性的,长期在有污染的坏境中生活之后,人的能力受到影响。有物质在人体内的积累终导致人体患病。现实中部分人群因此患病。往往都未曾想到是因为由于空气污染引起的。因此在空调内加装蜂窝活性炭,能强有效地净化空气中的苯、、甲醇等同系物,一氧化碳、氨、氯、二氧化硫等,烟雾异味等,都能更有效的清除污染,调解室内温效,隔阻电磁,维护人体健康。
脱附活性炭的吸附性能是由的结构决定的
脱附活性炭是应用早、用途较广的一种优良吸附剂,它的孔隙十分丰富,有较大的比表面积,为600~1600平米/每克,故其具有的吸附能力,其平均孔径为15~25μm(微米)热容为0.836~1.254KJ(kg.k)。
脱附活性炭材料的结构比较,从晶体学角度看,属于非结构晶性物质,是由微细的石墨微晶和将这些石墨微晶连接在一起的碳氢化合物组成,其固体部分之间形成了活性炭材料的孔隙,赋予活性炭材料有的吸附性能。活性炭是由各种含碳物质干溜化,并经活化处理面得到的。碳化温度一般低于837K,活化温度为1123~1173K。通常活化剂为水蒸气或执空气。
脱附活性炭也可广泛用于农工业生产的各个方面:如石化行业的无碱脱臭(脱硫醇),乙烯脱盐水(填料),催化剂解冻(钯、铂、铑等),耐水蜂窝活性炭可用作水净化及污水处理;电力行业的电厂水质处理及保护;化工行业的化工催化剂及解体,气体净化,溶剂回收及油脂等的脱色,精制;食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制,脱色;黄金行业的黄金提取。
空气与气体的净化:包括回收;汽车排出的汽油蒸汽的吸附;从进风与排风中吸附有有害如恶臭的物质;电厂,焦化厂炼煤锅炉的烟气脱硫;清除气体蒸汽;防保护;压缩空气和碳酸气的分解净化等、同时也可用于气体的分离;氢和甲烷的分离;氧和氮的分离空气中分离二氧化硫。
液体和溶液的脱色:制糖业糖浆的脱色;石油的脱色;食用油和动物脂肪的脱色;化学品的净化和脱色;、啤酒、果汁及饮料的脱色和净化;化学清洗;碘溶液的净化。
脱附活性炭也有强度的差别,好的蜂窝活性炭强度比差的强度好了好几个层次,那是什么原因使蜂窝活性炭的强度会有这么大的差别呢?针对这个问题,下面的文章小编针对蜂窝活性炭的强度影响因素做个简单的介绍。
脱附活性炭整个生产步骤,重要复杂的就是炭化过程,如果炭化过程把握好,后续的操作过程以及出炉的蜂窝活性炭质量才有所。如果没有炭化合格那么后面的程序就是白费工夫,后生产出的炭就不会合格。这就是有些厂家在生产中肯定都遇到过的问题。所以炭化温度是影响蜂窝活性炭结构以及强度的重要因素。这些都是玉林厂家在是实践生产中得到的经验,下面由具体数据可以。
低温炭化得到的蜂窝活性炭比表面积、总孔容和中孔的比例高,抗压强度低;高温炭化得到的蜂窝活性炭比表面积、总孔容和中孔的比例低,而抗压强度较高.经800℃炭化、850℃水蒸气活化6 h,制得的蜂窝活性炭的比表面积为669m2/g,机械强度为13.2 M Pa. 把握这个温度是的,炭化温度不能过高也不能过低。要温度恰当,生产的蜂窝活性炭才可达到标准。可见炭化温度不同相差也很大。所以炭化温度对蜂窝活性炭结构及强度有较大影响影响。
山东临朐县海源活性炭厂,位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村,建厂多年来,经不断发展,现已成为一家综合性滤料厂家,产品有:各种型号用途活性炭,广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂,是一家从事活性炭生产20年的生产厂家,产品20多个型号,覆盖不同领域的活性炭使用环境,产品营销全国,质量稳定如一,初心不改,一切为环保事业做出应有的贡献,始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。
地址:山东临朐县冶源镇西圈村
多孔碳材料
多孔碳材料(porogs cerbon matenat:PCM,集用具有丰富礼维纺构材料,这类材料以滨州活性炭为代表,很早以前就被广泛应用为缴附剂,近年来箱君具有不同形态特征粉、粒、块、箱、纤维及具织物,治动能转殊的多孔带材料的不断开发,其应用领域也在不断拓宽,由于该材料不仅对某热化学反西具有明显的催化活性,同时又可与金属活作组分进行展的相互作用。加名 PCM还具有成本低,比者面积和孔结构可控,通过炭载体侑燃保从虚催化用中回收贵金属等优势,因此无论是作为催化剂还是催化剂载体,需表现出广销的应用前景,张引枝等软催化领域中所用PCM的制备,特件,具催化和载体功能以及一些催化反应的实例作了详细的综述,
在催化领域中所用PCM大致可分为普通动性炭、聚台物衍生炭和发展复合物。早期PCM多是利用果壳,果核、木材,各种牌号的煤炭,煤供油和重质油沥青等原料,经炭化和物理或化学活化制成,因天然原料所含杂质残留于 PCM中会催化不希望的副反应发生,且采用天然原料不便对所得PCM的孔结构及形态进行调控,因此,目前PCM的制备原料多采用合成树脂,有成纤维。
在合成聚合物时,通过选择交联剂或致孔剂可合成具有较大孔结构和比者面积的共聚物,这类前驱体中所具有的较大孔隙经炭化活化后仍可保留至终的PCM中,利用磺化苯乙烯二乙烯基苯形成的网状结构其聚物在氮气中炭化至1200℃可以制得平均孔大小在30nm的各向同性硬质炭,以糠醇,液体致孔剂二甘醇或聚乙二醇,分散剂以及固化剂对甲基苯磺酸为原料,由糖醇的部分聚合,液体成孔剂挥发可以形成狭窄的大孔,将其炭化所得的PCM中也保留了该孔结构,
PCM由于含有较多的微品,放处于棱面边缘的碳原子较多具有较高的反应性,易与其他元素反应形成支配表面化学结构的化学物种,通常主要是与氧反应形成各种含氧官能团,通过测定活性表面积可以对这些形成官能团活性点数量进行估计,其程度与碳材料中的微晶点及其排列以及表面缺陷数有关。低温热处理(≤1500K)的活性点可能占有更高的总表面积,对活性炭来说可能达20%~40%,作为PCM之一的炭黑,表面存在的氧化物,包括有羧基,酚羟基等酸性官能团,预基、醒基以及由醌基和预基缩合形成的内酯基等中性官能团,还包括氧萘状化
合物等碱性氧化物。其他各种碳材料也呈现出类似的表面氧化物情况,
活性碳材料包括了大量的具有不同物理化学性能和不同形状的产品,可以
脱附活性炭是一类重要的林产化工产品,因具有的比表面积和优良的选择性吸附能力,在工业生产和人们的生活中发挥着不可或缺的作用。 我国活性炭工业经历了50余年的发展,取得了令人瞩目的成绩,尤其在生产设备机械化、生产工艺自动化、生产过程清洁化、生产能耗节约化等诸多方面都取得了令人骄傲的成果,已经跨入世界活性炭行业的前列。我国活性炭年产量已超过60万吨,出口量占一半以上,是名副其实的世界活性炭生产和出口的大国。