環(huán)境功能材料4活性炭-文庫吧資料
2025-05-18 08:52本頁面
【正文】 石墨、碳納米團簇外，還有無定形碳，為碳的非結晶體。 類石墨微晶 ： 也是由多層 SP2雜化的碳原子構成的六角 形網(wǎng)狀平面層疊而成與石墨結構類似的微晶 炭 結構。 電學性能： 線型碳可能令人關注的常溫超導性 ，最細導線 。 碳原子能態(tài)：石墨 金剛石 碳納米管 富勒烯 線型碳 力學性能：超強力學性能 +生物相容性 。 線型碳 碳原子： SP雜化； 維度：一維，線形結構 線型碳是由周期性的雙鍵或交替的單、三鍵組合在一起的碳鏈。 我國利用碳納米管研制出新一代顯示器 。 美國已用納米碳管成功地制備了納米碳化鈦 、 碳化鐵 、 碳化鋁等納米棒 ， 在納米碳化鈮棒中還發(fā)現(xiàn)了超導現(xiàn)象 。 ★ 碳納米管的 應用 (3)納米電子器件 由于碳納米管壁能被某些化學反應所 “ 溶解 ” ， 因此它們可以作為易于處理的模具 。 其長度是直徑的幾千倍 ，5萬個并排起來才有人的一根頭發(fā)那么寬 ， 因而號稱 “ 超級纖維 ” 。 如納米碳管的熱導與金剛石相近 ， 電導高于銅 。Kroto等人因此而榮獲 1996年諾貝爾化學獎 。 它獨特的結構和奇異的物理化學性質備受國際科學界的關注 ， 其研究不僅涉及到化學的各個分支 ， 而且還涉及到生命科學 、 材料科學及固體物理等諸多領域 。 以 C60為代表的富勒烯是繼金剛石 、 石墨后發(fā)現(xiàn)的第 3種碳的同素異形體 。 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構 ， 屬于籠形碳原子簇分子 。 富勒碳： C60（巴基球，足球烯 ） 碳原子： SP2雜化 結構： 12個正五邊形和 20個正六邊形鑲嵌而成的具有32個面和 60個連接點的球狀分子。cm，比銅或銀更低。K，常溫下其電子遷移率超過 15000 cm2/V ? 每個層可以看作一個大分子，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。 第二節(jié) 、 活性炭的微觀結構 一、 碳的存在方式（ 結晶態(tài)炭 單質的微觀結構） 二、 活性炭的 微晶結構 (一 )、 結晶態(tài)炭 單質 的微觀結構 金剛石 碳原子： SP3雜化； 鍵長： 維度：三維，立體結構 碳原子以共價鍵的形式有序地排列成正四面體 ，即每個居正四面體中心的碳原子與四個居頂點的碳原子以共價鍵形式聯(lián)結，形成堅固的骨架結構 。 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。 ? 主要目的是揉和粉末活性碳 高比表面積 、 高吸附力 及粒狀活性碳 壓降小 、 可再生 的優(yōu)點，而且具有獨特的強度， 可二次加工 ，通常其吸脫附性能也頗良好。近幾年國內再次掀起的“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原料。而八十年代初，粒狀炭與粉狀炭己經(jīng)平分秋色，以后仍成逐步增長的趨勢。 ? 在氣相應用方面，幾乎從一開始就主要采用粒狀炭，因為粉狀炭是難以使氣流順利通過的?？梢蚤g隙或連續(xù)操作，失效的粒狀炭經(jīng)再生可多次使用，明顯降低了炭的用量。 ? 六十年代以后，隨著環(huán)境保護事業(yè)的發(fā)展，各國開始采用和建立大型的粒狀活性炭凈化自來水的裝置和工業(yè)廢水的凈化處理裝置。后來隨著應用范圍的擴大、使用工藝的改進，特別是 再生方法與再生設備的解決 ，使粒狀炭的用量不斷上升。 顆粒活性炭的應用 ? 較早階段粉狀炭的產(chǎn)量與用量均超過粒狀炭。而且通常需要相當大的混合池和沉淀池以及混合、沉淀、過濾、分離等多道工序， 操作困難 ， 顆?；钚蕴? ? 通常把粒度大于 性炭。隨著分離技術的進步和某些應用要求的出現(xiàn)，粉狀炭的粒度有越來越細化的傾向，有的場合已達到微米甚至納米級。 ? 吸附特定大分子有機物，對于木質活性炭而言， 250目的吸附效果比 200目提高 ％， 325目的比 200目提高 ％；對于煤質活性炭而言，250目的吸附效果比 200目提高 ％， 325目的比200目提高 ％。 ? 通常，炭粉越細，表面積大，吸附能力大，它對雜質的吸附速度越大。 活性炭的外觀分類 ? （ 1）、粉狀活性炭 一般將 90%以上通過 80目標準篩或粒度小于。 (2) 化學藥劑活化 （ 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活性炭的 孔隙結構進行調控 ，從而制取許多性能不同的活性炭。 氣體活化過程中的化學反應 ? C+2H2O一 2 H2 + CO2一 79. 6kJ ? C十 H2O一 H2 +CO一 542. lkJ ? C+CO2一 2CO一 712. 7kJ ? ZnCl2氯化鋅法 ? 原料與濃氯化鋅溶液進行混臺，讓氯化鋅浸漬，然后在回轉爐中隔絕空氣加熱 ~600700℃ ，由于氯化鋅的脫水作用，原料里的氫和氧主要以水蒸氣的形式放出，形成多孔性結構發(fā)達的炭。同時，隨著活化反應的不斷進行，新的活性位暴露于微晶表面，于是這
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