山東 臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:型號用途活性炭,廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化,工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純,建廠20年來,以活性炭為主業(yè);不斷加大科研投入,產(chǎn)品種類,質(zhì)量穩(wěn)定,深受廣大客戶好評。
目前,采用KOH法生產(chǎn)的窩蜂活性炭活性炭主要的工業(yè)化應(yīng)用是超級電容器領(lǐng)域,采用的主要原料是椰殼。當然,采用其他生物質(zhì)原料經(jīng)KOH活化后用作超級電容器及其他應(yīng)用領(lǐng)域的研究開發(fā)也較多。
將稻殼先使用NaOH溶液浸漬24h,經(jīng)過濾后再通過烘箱熱處理24h,烘干料在400℃下炭化4h后再次使用NaOH溶液常溫下浸漬20min除去稻殼炭化料中的痕量硅,獲得較純凈的稻殼炭化料。按照絕干質(zhì)量浸漬比為5:1(KOH:稻殼炭化料)將KOH與稻殼炭化料混勻,于850℃活化1h,獲得了BET比表面積為2696m/g且總孔容積為1.496cm/g的活性炭。將此碳材料用于超級電容器領(lǐng)域,在6mol/LKOH電解液中可獲得147F/g的比電容和5.11W·h/kg的能量密度。研究還認為,此碳材料表現(xiàn)出較低的電阻率主要是因為炭結(jié)構(gòu)中豐富的C一C鍵和較低的氧含量。
Govind Sethia等[26]采用KOH活化法制備了平均孔徑在0.59nm高摻氮(22.3%,質(zhì)量分數(shù))活性炭,并表現(xiàn)出優(yōu)良的儲氫能力,在溫度為77K和壓力為1bar(1bar=10Pa)的情況下,可達到2.94%(質(zhì)量分數(shù))。通過實驗發(fā)現(xiàn),活性炭儲氫能力與超微孔(0.5~0.7nm)容積成正相關(guān),但與總比表面積和總孔容不成正相關(guān)。
Acosta R等[27]采用KOH來活化廢舊輪胎提油后的熱解殘?zhí)恐苽浠钚蕴縼硖幚硭w中的抗生素類藥物四環(huán)素。動力學(xué)研究數(shù)據(jù)表明,此類活性炭吸附四環(huán)素屬于偽二階動力學(xué)模型,制備的濱州活性炭去除四環(huán)素的能力優(yōu)于商業(yè)活性炭,吸附能力可達312mg/g。因此,由廢舊輪胎提油殘?zhí)恐苽浠钚蕴慨a(chǎn)品用于其他領(lǐng)域,可以增加此行業(yè)的經(jīng)濟附加值。
Yang等[28]以開心果殼為原料,利用KOH為活化劑,與在500℃下炭化2h的絕干炭化料按照浸漬比為0.5:1混合均勻,在800℃活化溫度下停留3h,獲得了BET 比表面積為2259.4m2/g且總孔容積為1.10cm/g的活性炭,認為過高的活化溫度和浸漬比會導(dǎo)致炭結(jié)構(gòu)的垮塌并使微孔向著中孔和大孔轉(zhuǎn)變。
活性炭在食品工業(yè)中的應(yīng)用
一、蔗糖
我國是世界第四大產(chǎn)糖國,每年的食糖總產(chǎn)量約為1300t。澄清工藝是制糖生產(chǎn)的環(huán)節(jié),也是關(guān)鍵環(huán)節(jié),對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和糖分回收具有重要作用。吸附脫色是一種重要的澄清工藝。在活性炭未出現(xiàn)時,主要是用骨炭來處理。骨炭是由牛骨干燥破碎后,于600~850℃下隔絕空氣干餾制得,收率為65%左右。由于骨炭的灰分含量大,含碳量低,脫色效果比較差。之后逐漸被活性炭所取代。
從20世紀初成功制造活性炭開始,首入應(yīng)用領(lǐng)域的是蔗糖脫色精制,蔗液的精制有許多步驟。以石灰來澄清,再濃縮結(jié)晶出初步精制的糖,稱粗糖,純度約96%。經(jīng)洗滌的結(jié)晶再溶解在水中,成為50%~60%的糖液,再下一個步驟就是澄清,主要是加入石灰使糖液成微堿性,再用磷酸中和,生成的磷酸鈣可吸附雜質(zhì),用過濾法除去,然后用活性炭脫色[22.23]。
我國蔗糖盛產(chǎn)于華南地區(qū),其生產(chǎn)方法很少采用由紅糖加工精制成白糖,所以沒有大量使用骨炭或活性炭。糖廠都采用二氧化硫漂白,將色素還原,這就有可能在以后同空氣接觸的過程中,顏色會泛黃,但大部分的有色膠體都能被所形成的亞硫酸鈣吸附除去。不過當糖色重時,以活性炭脫色還是很必要的,并還有脫臭作用。而二氧化硫漂白,既不環(huán)保又對人體有危害,應(yīng)加以改進。利用活性炭脫色時,糖液的pH值至關(guān)重要。偏酸性時易引起糖的轉(zhuǎn)化,但脫色效果好,因此控制pH=7為佳。糖液稀有利脫色,但使以后的蒸發(fā)負
山東 臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:型號用途活性炭,廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化,工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純,建廠20年來,以活性炭為主業(yè);不斷加大科研投入,產(chǎn)品種類,質(zhì)量穩(wěn)定,深受廣大客戶好評。
椰炭作為一種功用的活性炭,先是作為吸附材料被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空氣的凈化和水質(zhì)凈化上。椰炭中的礦物質(zhì)含量豐盛,其間含碳93%~96%、鉀0.647%、鎂0.030%、鈣0.036%、鋁0.004%、鋯0.001%、錳0.017%。椰炭還能夠吸收和發(fā)射波長為4~14微米的遠紅外線,然后激起發(fā)生對人體有利的負離子。它對人體異味、油煙味、、苯、氨等有害化學(xué)氣體都有吸收和除味的效果
椰殼炭是由椰子殼制作而成的,椰子是我國南邊熱帶地區(qū)的首要樹種之一,當椰子的果肉和椰汁被取走加工為食物后,碩大的椰殼扔掉將給環(huán)境管理帶來不小的壓力。將扔掉的椰殼回收,可使它變廢為寶,通過浸泡、擊打、除雜、暴曬,畢竟獲取椰殼的纖維質(zhì)—椰子纖維,再將椰子纖維加熱至1 200℃,高溫炭化后即得到了功用的椰炭。椰炭分子結(jié)構(gòu)呈六角形,炭質(zhì)嚴密、密度大、孔隙多,微孔面積是竹炭的4倍以上,具有的吸附功用。
椰殼活性炭顆粒的大小對吸附才干也有影響。椰殼活性炭在裝入過濾器前,應(yīng)在底部和頂部加鋪2~3cm厚的海綿,效果是阻遏藻類等大顆粒雜質(zhì)滲透滲出進入,椰殼活性炭運用2~3個月后,假定過濾效果下降就應(yīng)調(diào)換新的椰殼活性炭,海綿層也要按期更換。所以,粉末狀的椰殼活性炭總面積,吸附效果,但是粉末狀過速很慢。留神:過濾的水應(yīng)緩慢地流出過濾層。椰殼活性炭的吸附才干和與水接觸的時間成正比,接觸時間越長,過濾后的水質(zhì)越佳。新的椰殼活性炭在初次運用前應(yīng)洗刷潔凈,否則有墨玄色水流出。顆粒狀的椰殼活性炭因顆粒成形不易活動,水中有機物等雜質(zhì)在椰殼活性炭過濾層中也不易梗阻,其吸附才干強,帶著更換利便。一般來說,椰殼活性炭顆粒越小,過濾面積就越大。
在其顆粒表面構(gòu)成一層平衡的表面濃度,再把有機物質(zhì)雜質(zhì)吸附到椰殼活性炭顆粒內(nèi),運用前期的吸附效果很高。但時間一長,椰殼活性炭的吸附才干會不一樣程度地減弱,吸附效果也隨之下降。假設(shè)水質(zhì)混濁,水中有機物含量高,椰殼活性炭很快就會損失過濾功用。所以,椰殼活性炭應(yīng)守時清洗或更換。