粉狀活性炭的化學(xué)及物理性能有什么特點(diǎn)
活性炭具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。例子包括氣體凈化、水凈化、金屬提取、黃金回收、醫(yī)藥、污水處理、防毒面具和過(guò)濾面具中的空氣過(guò)濾器,以及壓縮空氣中的過(guò)濾器。此外,活性炭還可用于冰箱、倉(cāng)庫(kù)等封閉空間的除臭。雖然進(jìn)一步的化學(xué)處理常常能增強(qiáng)材料的吸附能力,但只有高的表面積才能充分激活材料,使其應(yīng)用于實(shí)際。
活性炭是由碳源材料,如堅(jiān)果殼,木材和煤。它可由下列工序之一生產(chǎn):
物理活化:前驅(qū)體利用氣體發(fā)展成活性炭。這通常是通過(guò)使用或結(jié)合以下過(guò)程之一:
碳化:含碳物質(zhì)在600-900℃的溫度下,在沒(méi)有空氣的情況下進(jìn)行熱解(通常在惰性氣體中,如氬氣或氮?dú)?。
活化/氧化:原材料或碳化材料暴露于250℃以上的氧化環(huán)境(二氧化碳、氧氣或蒸汽)中,溫度通常在600-1200℃之間。
活性炭中的粉狀活性炭:
傳統(tǒng)上,活性炭是由小于1.0毫米的粉末或細(xì)顆粒制成,平均直徑在0.15毫米到0.25毫米之間。因此,它們具有較大的表面體積比和較小的擴(kuò)散距離。PAC是由破碎的或磨碎的碳顆粒組成,其中95% - 將通過(guò)一個(gè)或多個(gè)指定的篩網(wǎng)。粒狀活性炭被定義為活性炭被保留在50-mesh篩(0.297毫米)和PAC材料更好的材料,而ASTM分類粒子大小對(duì)應(yīng)于一個(gè)80 -孔篩(0.177毫米)和較小的PAC。PAC不是常用的在一個(gè)專用的容器,由于高水頭損失發(fā)生。PAC通常直接添加到其他處理單元中,如原水進(jìn)水口、快速混合池、澄清器和重力過(guò)濾器。
活性炭過(guò)濾器通常用于去除水中的有機(jī)化合物和/或從水中提取游離氯,從而使水適合排放或用于制造工藝。去除飲用水中的有機(jī)物,如腐殖酸和黃腐酸,可以防止水中的氯與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成三鹵甲烷,這是一種已知的致癌物。可用于水處理的煤質(zhì)顆?;钚蕴亢头蹱罨钚蕴孔饔孟嗤?。
有些碳更善于吸附大分子。糖蜜數(shù)或糖蜜效率是通過(guò)從溶液中吸附糖蜜來(lái)測(cè)量活性炭(大于20a,或大于2nm)的大孔含量。由于顏色體的大小,糖蜜的數(shù)量代表了更大的吸附物種可用的潛在孔隙體積。由于在特定的廢水應(yīng)用中,并非所有的孔隙體積都可用來(lái)吸附,而且一些吸附劑可能進(jìn)入更小的孔隙,因此不能很好地衡量特定活性炭在特定應(yīng)用中的價(jià)值。通常,這個(gè)參數(shù)在評(píng)價(jià)一系列活性炭的吸附速率時(shí)是有用的。在兩種活性炭的吸附孔體積相似的情況下,糖蜜數(shù)越高的活性炭的供料孔越大,吸附劑進(jìn)入吸附空間的效率越高。
硬度/磨損數(shù)量是一種衡量活性炭抗磨損性能的指標(biāo)。它是活性炭保持物理完整性和承受反沖洗等摩擦力的重要指標(biāo)?;钚蕴康挠捕纫蛟虾突钚运降牟煌嬖谳^大差異。