活(huo)性炭簡介:
活性炭是由木質、煤質和石油焦等含碳的原料經熱解、活化加工制備而成,具有發達的孔隙結構、較大的比表面積和豐富的表面化學基團,特異性吸附能力較強的炭材料的統稱。
通常為粉狀或粒狀具有很強吸附能力的多孔無定形炭。由固態碳質物(如煤、木料、硬果殼、果核、樹脂等)在隔絕空氣條件下經600~900℃高溫炭化,然后在400~900℃條件下用空氣、二氧化碳、水蒸氣或三者的混合氣體進行氧化活化后獲得。
炭化使碳以外的物質揮發,氧化活化可進一步去掉殘留的揮發物質,產生新的和擴大原有的孔隙,改善微孔結構,增加活性。低溫(400℃)活化的炭稱L-炭,高溫(900℃)活化的炭稱H-炭。H-炭要在惰性氣氛中冷卻,否則會轉變為L-炭。活性炭的吸附性能與氧化活化時氣體的化學性質及其濃度、活化溫度、活化程度、活性炭中無機物組成及其含量等因素有關,主要取決于活化氣體性質及活化溫度。
活性炭的含炭量、比表面積、灰分含量及其水懸浮液的pH值皆隨活化溫度的提高而大。活化溫度愈高,殘留的揮發物質揮發愈完全,微孔結構愈發達,比表面積和吸附活性愈大。
活性炭中的灰分組成及其含量對炭的吸附活性有很大影響。灰分主要由K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等組成,灰分含量與制取活性炭的原料有關,而且,隨炭中揮發物的去除,炭中的灰分含量大。
再生原理
活性炭再生,是指用物理或化學方法在不破壞其原有結構的前提下,去除吸附于活性炭微孔的吸附質,恢復其吸附性能的過程。活性炭吸附過程中,對吸附質和溶劑都有吸附作用,因親和力的不同,經過一定時間的吸附,達到吸附平衡。活性炭再生就是要采取辦法破壞這種平衡關系,其依據主要為以下幾個方面:
①改變吸附質的化學性質;
②用對吸附質親和力強的溶劑萃取;
③用對活性炭親和力比吸附質大的物質把吸附質置換出來,然后再使置換物質脫附,活性炭得到再生;
④用外部加熱、升高溫度的辦法改變平衡條件;
⑤用降低溶劑中溶質濃度(或壓力)的方法再生;
⑥使吸附物(有機物)分解或氧化而除去。
再生方法
(1)熱再生法
(2)生物再生法
(3)濕式氧化再生法
(4)微波輻射再生法
(5)超臨界流體再生法
(6)電化學再生法