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近幾年來(lái),活性炭與蜂窩狀活性炭應(yīng)用領(lǐng)域十分的廣泛,其應(yīng)用數(shù)量也在不斷遞增。它是由煤、木材與果殼等原料,經(jīng)過炭化、活化和后處理而得。目前為常見的有型活性炭、粉狀活性炭、活性炭纖維與顆粒活性炭四種形狀?;钚蕴坑址Q活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無(wú)定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素?;钚蕴吭诮Y(jié)構(gòu)上由于微晶碳是不規(guī)則排列,在交叉連接之間有細(xì)孔,在活化時(shí)會(huì)產(chǎn)生碳組織缺陷,因此它是一種多孔碳,堆積密度低,比表面積大?;钚蕴繜o(wú)臭、無(wú)味、無(wú)砂性、不溶于任何溶劑,對(duì)各種氣體有選擇性的吸附能力,對(duì)有機(jī)色素和含氮堿有高容量吸附能力。每g總表面積可達(dá)500~1000m2。相對(duì)密度約 1.9~2.1,表觀相對(duì)密度約 0.08~0.45。活性炭是一種很細(xì)小的炭粒 有很大的表面積,而且炭粒中還有更細(xì)小的孔——毛細(xì)管。這種毛細(xì)管具有很強(qiáng)的吸附能力,由于炭粒的表面積很大,所以能與氣體(雜質(zhì))充分接觸。當(dāng)這些氣體(雜質(zhì))碰到毛細(xì)管被吸附,起凈化作用。
活性炭是一種黑色多孔的固體炭質(zhì)。早期由木材、硬果殼或獸骨等經(jīng)炭化、活化制得,后改用煤通過粉碎、成型或用均勻的煤粒經(jīng)炭化、活化生產(chǎn)。活性炭又分顆粒狀和纖維狀兩類,相比較而言,顆粒狀活性炭氣孔均勻,除小孔外,還有0 5 -5 um的大孔,比表而積一般為600一1 600 m2/g被處理氣體要從外向內(nèi)擴(kuò)散,通過距離較長(zhǎng),所以吸附、解吸均較慢,經(jīng)過氧化處理過的顆粒狀活性炭具有更強(qiáng)的親和力,一般用于固定床式活勝炭吸附法。活性炭吸附能力主要是受其本身的比表面積、孔隙大小、分子間力、化學(xué)鍵合成等因素影響;而在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)活性炭吸附裝置的設(shè)計(jì),關(guān)鍵是活性炭的過濾面積、過濾風(fēng)速、活性炭的層厚。
活性炭是以含炭量較高和間隙比較繁榮的化學(xué)物質(zhì),如煤、果核、木料、骨、沉渣等為原材料,先歷經(jīng)炭化,再歷經(jīng)800到1500度的高溫活性解決,產(chǎn)生比較發(fā)達(dá)的微孔中和孔,使其比表面及吸咐工作能力做到一定的規(guī)定。活性炭別稱活性炭黑。是灰黑色粉狀或小塊、顆粒、蜂巢狀的無(wú)定形碳,也是有排序整齊的結(jié)晶碳?;钚蕴恐谐翘荚赝?,還包括兩大類摻和物:一類是有機(jī)化學(xué)融合的原素,主要是氧和氫,這種原素是因?yàn)槲磸氐滋炕鴼堄嘣谔恐?;另一類摻和物是灰份,它是活性炭的無(wú)機(jī)物一部分;灰粉是活性炭導(dǎo)致二次污染的關(guān)鍵緣故。活性炭具備納米微晶構(gòu)造,但排序是徹底不規(guī)律的。納米微晶高寬比為0.9~1.2
nm;總寬約2.0~2.3
nm。其尺寸因高溫解決而明顯擴(kuò)大。一般 ,活性炭在活性全過程中造成微孔、銜接孔或大孔。依據(jù)國(guó)際性純碎與應(yīng)用化學(xué)(IUPAC
1972)的要求,微孔的合理半徑小于2nm;銜接孔的合理半徑在2~50nm;大孔的合理半徑超過50nm。
活性炭可被視為一種由數(shù)百萬(wàn)孔隙(相當(dāng)于“由分子組成的海綿”)提供了驚人表面積的材料。通過化學(xué)力和/或物理力將流體分子富集到這種表面上的過程稱為“吸附”;而“吸收”則是一個(gè)流體分子被選定的液體或固體材料吸納并分散到液體或固體吸收劑中的工藝過程。在物理吸附過程中,吸附質(zhì)分子由于弱的范德華力(這種力產(chǎn)生于分子之間的吸引作用)被吸持到活性炭的表面上,而活性炭和吸附質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)均未發(fā)生改變。而在化學(xué)吸附過程中,吸附質(zhì)分子與活性炭的表面(或活性炭表面負(fù)載的浸漬劑)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并以非常強(qiáng)烈的化學(xué)鍵合力被活性炭吸持。通常情況下,為了達(dá)到吸附目的,活性炭中必須含有與待吸附分子尺寸相當(dāng)?shù)目紫?。由吸附了吸附質(zhì)分子的周圍孔壁對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的吸附力能夠達(dá)到值,且應(yīng)當(dāng)大于分子的能量級(jí)。活性炭吸附量可隨著壓力的增大而增加,也可隨吸附質(zhì)分子量的增大而增加。設(shè)計(jì)一個(gè)含有多種吸附質(zhì)組成成分的獨(dú)特吸附系統(tǒng)時(shí),記得這一事實(shí)規(guī)律是很有益處的。含多種吸附質(zhì)成分的活性炭吸附系統(tǒng)達(dá)到吸附平衡后,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)在所有吸附質(zhì)都達(dá)到平衡之前,那些分子量較大的吸附質(zhì)是優(yōu)先被吸附的成分。這種現(xiàn)象被稱為“競(jìng)爭(zhēng)吸附”或“優(yōu)先吸附”,被吸附的小分子量物質(zhì)被隨后吸附的大分子量物質(zhì)替代,前者重新從吸附劑的表面脫附。