北京煤质活性炭的化学及物理性能有哪些厉害之处
作者: 时间:2019-11-04
活性炭具有广泛的应用价值。例子包括气体净化、水净化、金属提取、黄金回收、医药、污水处理、防毒面具和过滤面具中的空气过滤器,以及压缩空气中的过滤器。此外,活性炭还可用于冰箱、仓库等封闭空间的除臭。虽然进一步的化学处理常常能增强材料的吸附能力,但只有高的表面积才能充分激活材料,使其应用于实际。

在电子显微镜下,发现了活性炭的高表面积结构。单个颗粒呈强烈卷曲状,并表现出各种孔隙度;在许多地区,石墨类材料的平面彼此平行,彼此之间仅相隔几纳米左右。这些微孔为吸附提供了极好的条件,因为吸附材料可以同时与许多表面相互作用。活性炭的吸附性能测试通常是在高真空条件下,氮气在77k时进行的,但从日常生活中来看,活性炭完全可以产生相同的吸附性能,它可以从环境中吸附100°C下的蒸汽液态水和1/ 10000大气压下的蒸汽液态水。
活性炭是由碳源材料,如坚果壳,木材和煤。它可由下列工序之一生产:
物理活化:前驱体利用气体发展成活性炭。这通常是通过使用或结合以下过程之一:
碳化:含碳物质在600-900℃的温度下,在没有空气的情况下进行热解(通常在惰性气体中,如氩气或氮气)。
活化/氧化:原材料或碳化材料暴露于250℃以上的氧化环境(二氧化碳、氧气或蒸汽)中,温度通常在600-1200℃之间。
活性炭过滤器通常用于去除水中的有机化合物和/或从水中提取游离氯,从而使水适合排放或用于制造工艺。去除饮用水中的有机物,如腐殖酸和黄腐酸,可以防止水中的氯与酸发生化学反应,形成三卤甲烷,这是一种已知的致癌物。可用于水处理的煤质颗粒活性炭和粉状活性炭作用相同。
活性炭可作为各种化学物质的底物,提高其吸附某些无机(和有机)化合物的能力,如硫化氢(H2S)、氨(NH3)、甲醛(HCOH)、汞(Hg)和放射性同位素碘-131 (131I)。这种性质称为化学吸附。
一般来说,当活性炭的孔隙半径是吸附体分子半径的2 - 4倍时,最有利于吸附。与其他吸附剂相比,活性炭具有无限大的比表面积和异常丰富的微孔。一般来说,活性炭的比表面积高达500-1700 m~/g,这是活性炭吸附能力强、吸附能力大的主要原因。当然,相同炭量的活性炭与外表面相比,同一物质的吸附能力有时是不同的,这与活性炭的内孔布局和分散以及化学性质的外观有关。