活性炭知識(shí)點(diǎn)
▲活性炭不溶于水及有機(jī)溶劑,能耐酸堿
▲活性炭分粉狀活性炭(即顆粒直徑小于0.18mm的活性炭)、顆粒活性炭(包括成型成型及不定型顆?;钚蕴浚┘袄w維狀活性三類
▲原料不同活性炭分:植物類(木屑、木炭)、礦物類(煤、石油焦碳等),其它原料(紙漿廢液、水解木素、廢塑料等)
▲按制造方法分:氣體活化法(又稱物理法)活性炭、化學(xué)藥品活化法活性炭及混合活化法活性炭
▲按用途可分為:氣相吸附用活性炭(如溶劑回收活性炭、脫硫炭等)、液相吸附用活性炭(糖用炭、味精炭、水處理等)及催化劑或催化劑載體用活性炭
▲無定形碳瀝青,瀝青的密度為0.9--1.1g/cm3,其化學(xué)組成中,碳原素的含量為86%--90。
▲活性碳的孔隙分:
△大孔。大孔是孔隙半徑大于100mm的孔隙,上限規(guī)定到7500mm為止,下限通常采用100--200mm。,活性炭中大孔部分的比孔容積通常為0.2~0.8cm3/g,比表面積為0.5~2m2/g
△過渡孔?;钚蕴恐羞^渡空孔的比孔容積通常為0.02cm3/g~0.10cm3/g,比表面積不超過總表面積的5%。但是用特殊方法制造出來的過渡孔發(fā)達(dá)的活性炭,其比孔容積可達(dá)0.3~0.9cm3/g,比表面積可達(dá)到200m2/g以上
△微孔。活性炭中微孔部分的比孔容積約為0.20~0.90cm3/g,比表面積有時(shí)高達(dá)總表面積的95%以上。
▲在液相吸附中,過渡孔是分子比較大的吸附質(zhì)的吸附場所。有時(shí)有色成分的分子大小在3nm以上,
▲在氣相吸附中,特別是吸附微量的低濃度物質(zhì)時(shí),微孔起著重要作用
▲活性炭孔隙性能的表示方法
△活性炭的孔隙性能,通常用密度、比孔容積、孔隙率、比表面積、平均孔徑及孔徑分布等指標(biāo)表示
▲密度。密度表示單位體積物質(zhì)所具有的質(zhì)量。液態(tài)物質(zhì)和固態(tài)物質(zhì)的密度,在數(shù)值上等于其比重
△活性炭的堆積密度為0.38~0.50g/cm3
▲活性炭的密度可以用汞置換法可以測定其數(shù)值一般為0.55~0.9g/cm3
▲真密度有時(shí)稱作真比重?;钚蕴康恼婷芏韧ǔS煤馕椒y定,其數(shù)值通常為1.9~2.2g/cm3
▲比孔容積。比孔容積表示單位的活性炭顆粒內(nèi)部所具有孔隙的總體積。cm3/g
▲孔隙率。孔隙率表示活性炭顆粒內(nèi)部所有孔隙的總體積占顆粒本身體積的比率
▲比表面積。質(zhì)量上一克的活性炭中所含有的顆粒外表面積與顆粒內(nèi)部孔隙的內(nèi)表面積的總和,稱作該種活性炭的比表面積?;钚蕴勘缺砻娣e大小隨原料及活化時(shí)的工藝條件而異,通常在500~1500m2/g的范圍內(nèi)。用特種方法制造的活性炭比表面積可以高達(dá)2500m2/g以上。
▲平均孔隙半徑。當(dāng)制造條件相同時(shí),平均孔隙半徑大的活性炭的孔徑分布偏向孔徑大的一側(cè),適用于液相吸附及大分子物質(zhì)的吸附;平均孔隙半徑小的活性炭的孔徑分布偏向孔徑小的一側(cè),適用于氣相吸附及小分子物質(zhì)的吸附。
▲孔徑分布。測定活性炭的孔徑分布時(shí),通常是使用壓汞法測定半徑大于10nm部分孔隙;用氮?dú)馕椒y定半徑為2~30nm部分的孔隙;再X射線小角散射法等測定出半徑小于2nm部分。
▲用氯化鋅法生產(chǎn)的活性炭,氧和氮的含量通常比水蒸汽法活性炭多。氧和氮兩種元素通常在活性炭的表面形成表面化和物,從而對活性炭的吸附性能造成一定的影響。