吉之美開(kāi)水器 活性炭的作用

吉之美開(kāi)水器 活性炭的作用

活性炭的作用吸附性質(zhì)是活性炭的首要性質(zhì)。

活性炭具有像石墨晶粒卻無(wú)規則地排列的微晶。在活化過(guò)程中微晶間產(chǎn)生了形狀不同、大小不一的孔隙，假定活性炭的孔隙是圓筒孔形狀，活性炭按一定方法計算孔隙的半徑大小可分為二類(lèi)： 　　

(1) 按IUPAC分： 　　微孔 <1.0nm 　　中孔 1-25nm 　　大孔 >25nm。 　

　(2) 按習慣分： 　　微孔 <150nm 　　中孔 150-20 000nm 　　大孔 >20 000nm。 　　由于這些孔隙，特別是微孔提供了巨大的表面積。 　　活性炭微孔的孔隙容積一般只有0.25-0.9mL/g，孔隙數量約為1020個(gè)/g,全部微孔表面積約為500-1500m2/g，通常以BET法測算，也有稱(chēng)高達3500-5000 m2/g的?；钚蕴繋缀?5%以上的表面積都在微孔中，因此除了有些大分子進(jìn)不了外，微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容積一般約為0.02-1.0mL/g，表面積最高可達幾百平方米，一般只有活性炭總蠶種的約5%。其作用能吸附蒸汽，并能為吸附物提供進(jìn)入微孔的通道，又能直接吸附較大的分子。 　　

大孔的孔隙容積一般約為0.2-0.5 mL/g，表面積只約0.5-2 m2/g，其作用一是使吸附質(zhì)分子快速深入活性炭?jì)炔枯^小的孔隙中去；二是作為催化載體時(shí)，催化劑常少量沉淀在微孔內，大都沉淀在大孔和中孔之中。 　　所提的活性炭表面積理應包括內表面積和外表面積，事實(shí)上吸附性質(zhì)主要來(lái)自巨大的內表面積，因此不能誤認為：把活性炭研碎磨細會(huì )明顯提高表面積從而提高吸附力。 　　很多吸附是可逆的物理吸附，即被吸附物為流體，在一定溫度和壓力下被活性炭吸附，在高溫低壓下被吸附物又解吸出來(lái)，活性炭?jì)缺砻婊謴驮瓲?。這是廣泛應用的物理吸附，學(xué)術(shù)上又稱(chēng)為范德華吸附。 　

　活性炭外觀(guān)為暗黑色，具有良好吸附性能，化學(xué)性質(zhì)穩定，可耐強酸及強堿，能經(jīng)受水浸、高溫、密度比水小，是多空的疏水性吸附劑。

活性炭的主要機理活性炭是由含炭為主的物質(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑?；钚蕴亢写罅课⒖?，具有巨大的比表面積，能有效地去除色度、臭味，可去除二級出水中大多數有機污染物和某些無(wú)機物，包含某些有毒的重金屬。影響活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；被吸附物的特性和濃度；廢水的PH值；懸浮固體含量等特性；接觸系統及運行方式等?；钚蕴课绞浅鞘形鬯呒壧幚碇凶钪匾钣行У奶幚砑夹g(shù)，得到廣泛的應用。 　　

活性炭能有效吸附氯代烴、有機磷和氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑，還能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯粉、DDT、艾氏劑、烷基苯磺酸及許多酯類(lèi)和芳烴化合物。二級出水中也含有不被活性炭吸附的有機物，如蛋白質(zhì)的中間降解物質(zhì)，比原有的有機物更難被活性炭吸附，活性炭對THMS的去除能力較低，僅達到23-60%?；钚蕴课椒ㄅc其他處理方法聯(lián)用，出現了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工藝、活性炭-硅藻土法等，使活性炭的吸附周期明顯延長(cháng)，用量減少，處理效果和范圍大幅度提高?；钚蕴课皆砘钚蕴渴且环N很細小的炭粒 有很大的表面積，而且炭粒中還有更細小的孔——毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與氣體（雜質(zhì)）充分接觸。當這些氣體（雜質(zhì)）碰到毛細管被吸附，起凈化作用?；钚蕴康谋砻娣e研究是非常重要的，活性炭的比表面積檢測數據只有采用BET方法檢測出來(lái)的結果才是真實(shí)可靠的，國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一采用多點(diǎn)BET法，國內外制定出來(lái)的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的，請參看我國國家標準（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積檢測其實(shí)是比較耗費時(shí)間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時(shí)間，如果測試過(guò)程沒(méi)有實(shí)現完全自動(dòng)化，那測試人員就時(shí)刻都不能離開(kāi)，并且要高度集中，觀(guān)察儀表盤(pán)，操控旋鈕，稍不留神就會(huì )導致測試過(guò)程的失敗，這會(huì )浪費測試人員很多的寶貴時(shí)間。F-Sorb 2400比表面積測試儀是真正能夠實(shí)現BET法檢測功能的儀器（兼備直接對比法），更重要的F-Sorb 2400比表面積測試儀是迄今為止國內唯一完全自動(dòng)化智能化的比表面積檢測設備，其測試結果與國際一致性很高，穩定性也很好，同時(shí)減少人為誤差，提高測試結果精確性。 　　

活性炭對各氣體的吸附能力（單位：ml/cm3)： 　　H2、 O2、N2、Cl2、CO2 　　4.5 、35、11、494、97活性炭催化性活性炭在許多吸附過(guò)程中伴有催化反應，表現出催化劑的活性。例如活性炭吸附二氧化硫經(jīng)催化氧化變成三氧化硫。 　　由于活性炭有特異的表面含氧化合物或絡(luò )合物的存在，對多種反應具有催化劑的活性，例如使氯氣和一氧化碳生成光氣。 　　

由于活性炭和載持物之間會(huì )形成絡(luò )合物，這種絡(luò )合物催化劑使催化活性大增，例如載持鈀鹽的活性炭，即使沒(méi)有銅鹽的催化劑存在，烯烴的氧化反應也能催化進(jìn)行，而且速度快、選擇性高。 　　由于活性炭具有發(fā)達的細孔結構、巨大的內表面積和很好的耐熱性、耐酸性、耐堿性，可作為催化劑的載體。例如，有機化學(xué)中加氫、脫氫環(huán)化、異構化等的反應中，活性炭是鉑、鈀催化劑的優(yōu)良載體?；钚蕴繖C械性(1)粒度：采用一套標準篩篩分法，求出留在和通過(guò)每只篩子的活性炭重量，表示粒度分布。(2)靜觀(guān)密度或堆密度：飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。 　　(3)體積密度和顆粒密度：飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。 　　

(4)強度：即活性炭的耐破碎性。 　　(5)耐磨性：即耐磨損或抗磨擦的性能。 　　這些機械性質(zhì)直接影響活性炭應用，例如：密度影響容器大??；粉炭粗細影響過(guò)濾；粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降；破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。影響活性炭吸附的主要因素①活性炭吸附劑的性質(zhì)其表面積越大，吸附能力就越強； 活性炭是非極性分子，易于吸附非極性或極性很低的吸附質(zhì)；活性炭吸附劑顆粒的大小，細孔的構造和分布情況以及表面化學(xué)性質(zhì)等對吸附也有很大的影響。②吸附質(zhì)的性質(zhì)取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度、附質(zhì)的濃度等③廢水PH值活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。 　　PH值會(huì )對吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響，從而影響吸附效果。④共存物質(zhì)共存多種吸附質(zhì)時(shí)，活性炭對某種吸附質(zhì)的吸附能力比只含該種吸附質(zhì)時(shí)的吸附能力差⑤溫度溫度對活性炭的吸附影響較?、藿佑|時(shí)間

應保證活性炭與吸附質(zhì)有一定的接觸時(shí)間，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力?；钚蕴炕瘜W(xué)性 ，活性炭的吸附除了物理吸附，還有化學(xué)吸附?；钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結構，又取決于化學(xué)組成?；钚蕴坎粌H含碳，而且含少量的化學(xué)結合、功能團開(kāi)工的氧和氫，例如羰基、羧基、酚類(lèi)、內酯類(lèi)、醌類(lèi)、醚類(lèi)。這些表面上含有的氧化物和絡(luò )合物，有些來(lái)自原料的衍生物，有些是在活化時(shí)、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時(shí)還會(huì )生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質(zhì)集中到活性炭里成為灰分，灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類(lèi)，如碳酸鹽和磷酸鹽等。 　　這些灰分含量可經(jīng)水洗或酸洗的處理而降低。

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