環(huán)境功能材料4活性炭-wenkub
2023-05-21 08:52:08 本頁面
【正文】 粉狀炭在使用時(shí)有吸附速度較快，吸附能力使用充分等優(yōu)點(diǎn)，但需專有的 分離方法 。 ? 粉狀活性炭是非常微細(xì)的粉末，絕大部分可通過 200 目篩網(wǎng) (74μm) ，大部分可通過 325目篩網(wǎng)(43μm) ，粉的尺寸在 1～ 150μm之間 (平均約 40μm)。 ? 與之類似的還有 KOH、 H3PO4等。微晶表面 C原子的燒失是不均勻的，同炭層平行方向的燒失速率高于垂直方向，微晶邊角和缺陷位置的 C原子即活性位更易與活化氣體反應(yīng)。即高溫下，活化氣體首先與無序碳原子及雜原子發(fā)生反應(yīng)，將炭化時(shí)已經(jīng)形成但卻被無序的碳原子及雜原子所堵塞的孔隙打開，將基本微晶表面暴露出來。 炭化： 分解反應(yīng)、氧鍵斷裂反應(yīng)，脫氧反應(yīng)。 果殼（果核）活性炭：以椰子殼、橄欖殼、核桃殼、杏核等制成的活性炭。在 微孔 中的吸附 ,一般用 杜賓寧 D ub i n i n等的 微孔容積填充理論 ( T V F M )描述。目前其中以煤為原料加工制成的活性炭占 60%以上。 ? 1938年布朗諾爾、埃米特、泰勒 (Brunauer, Emmett, Teuer) 3人在朗格謬爾 (Langmuir)動(dòng)力學(xué)吸附理論的基礎(chǔ)上，提出了多分子層吸附理論(簡(jiǎn)稱 BET理論 )和著名的 BET方程。 ? 1926年以后，活性炭制法研究集中在荷蘭，而理論方面研究集中在德國。 ? 1785年，洛維茨證實(shí)木炭能使某些液體脫色。 ? 粉末活性炭 ? 顆粒活性炭 ? 纖維活性炭 活性炭雕 比較碳與炭的區(qū)別： “碳”： “炭”： 是元素的名稱，是核電荷數(shù)為 6的一類原子的總稱。? 第一節(jié) 、 活性炭的概述 ? 第二節(jié)、活性炭的微觀結(jié)構(gòu) ? 第三節(jié) 、 活性炭的吸附性能 活性炭 第一節(jié) 、 活性炭的概述 ? 活性炭（ AC: activated carbon）是由含碳材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部 孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá) 、表面積大， 吸附能力 強(qiáng)的一類 微晶質(zhì)碳 素材料。比如：碳元素、碳單質(zhì)、含碳化合物、一氧化碳。這一發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致木炭于 1794年在英國精制糖廠中首次獲得工業(yè)應(yīng)用。 ? 1929年以后，在美國開始把粉狀活性炭用于水處理 (每年 20213000 t)。 ? 1943年美國匹斯堡活性炭公司 (現(xiàn)在的 Calgoh公司 )首次采用煙煤壓塊、水蒸氣活化工藝制造軍用活性炭。 活性炭的理論發(fā)展 ? 吸附理論和空隙結(jié)構(gòu)研究 ? 體積填充理論 ? 計(jì)算活性炭孔分布的 DR ( DubininRadushkevioh)和 DA (DubininAstakhor)方程 體積填充理論 ? 吸附劑的孔按規(guī)定分為大孔 ( 5 0 n m )、中孔 ( 2 ~ 5 0nm )和微孔 ( 2n m )。 微孔容積填充理論 ? 絕大多數(shù)吸附理論均認(rèn)為吸附過程發(fā)生在 吸附劑表面 。 ? (2)、礦物質(zhì)原料活性炭 煤質(zhì)活性炭： 以褐煤、泥煤、煙煤、無煙煤 石油類活性炭： 以瀝青等為原料炭。鏈狀分子、芳香族分子經(jīng)過炭化形成三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的炭化物。 ? 第二階段 :擴(kuò)大原有孔隙。同時(shí)，隨著活化反應(yīng)的不斷進(jìn)行，新的活性位暴露于微晶表面，于是這些新的活性點(diǎn)又能同活化氣體進(jìn)行反應(yīng)。 (2) 化學(xué)藥劑活化 （ 3）、氣體、藥劑聯(lián)合法 ? 不同的原料 +不同制備方法的組合可以對(duì)活性炭的 孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控 ，從而制取許多性能不同的活性炭。 ? 通常，炭粉越細(xì)，表面積大，吸附能力大，它對(duì)雜質(zhì)的吸附速度越大。隨著分離技術(shù)的進(jìn)步和某些應(yīng)用要求的出現(xiàn)，粉狀炭的粒度有越來越細(xì)化的傾向，有的場(chǎng)合已達(dá)到微米甚至納米級(jí)。 顆?；钚蕴康膽?yīng)用 ? 較早階段粉狀炭的產(chǎn)量與用量均超過粒狀炭。 ? 六十年代以后，隨著環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展，各國開始采用和建立大型的粒狀活性炭?jī)艋詠硭难b置和工業(yè)廢水的凈化處理裝置。 ? 在氣相應(yīng)用方面，幾乎從一開始就主要采用粒狀炭，因?yàn)榉蹱钐渴请y以使氣流順利通過的。近幾年國內(nèi)再次掀起的“活性炭”熱新上馬的廠家大都以粒狀炭為主，而且更多的是以各種煤為基質(zhì)原料。 活性炭纖維與顆粒的比較 活性碳 織物 ? （纖維的二次加工） 過濾 + 吸附 活性炭孔容分類 ? （ 1）． 大孔型活性炭：所含大孔、中孔、微孔中，以大孔體積較大的活性炭。 ? 每個(gè)層可以看作一個(gè)大分子，石墨整體由許多相互平行的層片組成，二層間就是靠 ∏鍵（弱連接）聯(lián)結(jié)。cm，比銅或銀更低。 此后又發(fā)現(xiàn)了 C50、 C70、 C240乃至 C540， 它們都是具有空心的球形結(jié)構(gòu) ， 屬于籠形碳原子簇分子 。 它獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和奇異的物理化學(xué)性質(zhì)備受國際科學(xué)界的關(guān)注 ， 其研究不僅涉及到化學(xué)的各個(gè)分支 ， 而且還涉及到生命科學(xué) 、 材料科學(xué)及固體物理等諸多領(lǐng)域 。 如納米碳管的熱導(dǎo)與金剛石相近 ， 電導(dǎo)高于銅 。 ★ 碳納米管的 應(yīng)用 (3)納米電子器件 由于碳納米管壁能被某些化學(xué)反應(yīng)所 “ 溶解 ” ， 因此它們可以作為易于處理的模具 。 我國利用碳納米管研制出新一代顯示器 。 碳原子能態(tài)：石墨 金剛石 碳納米管 富勒烯 線型碳 力學(xué)性能：超強(qiáng)力學(xué)性能 +生物相容性 。
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