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活性炭的物理與化學(xué)活化法比較分析
活性炭的物理與化學(xué)活化法比較分析
發(fā)布時(shí)間:2018/5/30 17:57:55      來源:http://www.58219.cn      瀏覽:

    活性炭,活性氧化鋁.jpg活性炭是一種具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、巨大比表面積和優(yōu)良吸附性能的炭材料,在各行各業(yè)具有廣泛而重要的用途。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,許多領(lǐng)域?qū)钚蕴康男阅芴岢隽烁叩囊螅瑥亩M(jìn)一步促進(jìn)了活性炭在原料、生產(chǎn)工藝及性能等方面的發(fā)展。活性炭的制備是一個(gè)受多因素影響和制約的復(fù)雜工藝過程,其原料及活化處理工藝的不同均會(huì)對(duì)活性炭的性能產(chǎn)生顯著影響。

    活性炭,活性氧化鋁.jpg制備性能優(yōu)良的活性炭的原料非常豐富。一般來說,只要是富碳的物質(zhì)均可作為制備活性炭的原料,主要可分為兩大類:植物類和礦物類。植物類有:木材、椰殼、胡桃殼、杏核、橄欖核、稻殼等;礦物類有:無煙煤、瀝青、石油焦等。此外,將合成樹脂、煤焦油、廢舊輪胎、牲畜糞肥、米糠等進(jìn)行適當(dāng)處理也可生產(chǎn)出具有一定吸附能力的活性炭。

    活性炭制備通常需要經(jīng)過炭化和活化兩個(gè)階段,其中活化過程非常關(guān)鍵,目前報(bào)道的活化方法主要分兩大類:物理活化和化學(xué)活化。

    活性炭,活性氧化鋁.jpg物理活化法:

    物理活化法是將原材料經(jīng)過炭化后再進(jìn)行活化,在碳材料表面和內(nèi)部形成發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)。它一般分兩步進(jìn)行:首先對(duì)原料進(jìn)行炭化處理,以除去其中的可揮發(fā)成分,使之生成富碳的固體熱解物,然后用合適的氧化性氣體(如:水蒸氣、CO2、O2或空氣)對(duì)熱解物進(jìn)行活化處理。活化可以使富碳的熱解物開孔、擴(kuò)孔和創(chuàng)造新孔,從而形成發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)。影響物理活化效果的因素主要包括:原材料性質(zhì)、原料粒徑、碳化和活化條件(活化溫度、活化時(shí)間、活化劑種類、活化劑流量等)。物理活化法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,不存在設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染等問題,制得的活性炭免清洗,可直接使用,用途廣泛。如何加快反應(yīng)速度、縮短反應(yīng)時(shí)間、降低反應(yīng)能耗是開發(fā)物理法活化工藝的關(guān)鍵。

    活性炭,活性氧化鋁.jpg化學(xué)活化法:

    化學(xué)活化法是指將化學(xué)藥品加入到原料中,然后在惰性氣體的保護(hù)下加熱,同時(shí)進(jìn)行碳化和活化的方法。相對(duì)于物理活化法,它具有活化時(shí)間短、活化反應(yīng)易控制、產(chǎn)物比表面積大等優(yōu)點(diǎn),成為現(xiàn)今高性能活性炭的主要生產(chǎn)方法。

    活性炭,活性氧化鋁.jpg物理活化和化學(xué)活化都有各自的優(yōu)勢(shì)和不足,物理活化法所得產(chǎn)品的形狀以顆粒狀為主,其孔徑分布以微孔居多,更適合于液相吸附和氣相中分子量和分子直徑較小的物質(zhì)。且物理活化生產(chǎn)成本相對(duì)較低,對(duì)環(huán)境無污染。但因其依靠氧化碳原子形成孔隙結(jié)構(gòu),故活性炭的收率不高,且活化溫度較高。化學(xué)活化法所得產(chǎn)品的形狀以粉狀為主,其孔徑分布可通過調(diào)節(jié)化學(xué)活化劑的配比來進(jìn)行控制,比較靈活,既可制造出以微孔為主的產(chǎn)品,也可制造出富含中孔(過渡孔)的產(chǎn)品,比較適合于吸附液相中分子量和分子直徑較大的物質(zhì)。但化學(xué)活化對(duì)設(shè)備腐蝕性大,污染環(huán)境,若清洗不徹底,會(huì)造成活化劑的殘留。如何在保證活性炭產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上,開發(fā)工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、節(jié)能、高效的活化新工藝,是活性炭行業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的重要發(fā)展方向。

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