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(fā)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(tǒng)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(tài)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。
磷酸等酸性活化劑制備的活性炭表面以酸性基團為主 ,對堿性物質吸附較好;KOH、K2CO3等堿性活化劑制備的活性炭表面以堿性基團為主,適合于吸附酸性物質;而采用CO2、H2O等物理活化方法制備的活性炭表面官能團總體呈中性。
活性炭孔隙結構:
活性炭是由石墨微晶、單一平面網狀碳和無定形碳三部分組成,其中石墨微晶是構成活性炭的主體部分?;钚蕴康奈⒕ЫY構不同于石墨的微晶結構,其微晶結構的層間距在0.34~0.35nm之間,間隙大。即使溫度高達2000 ℃以上也難以轉化為石墨,這種微晶結構稱為非石墨微晶,絕大部分活性炭屬于非石墨結構。石墨型結構的微晶排列較有規(guī)則,可經處理后轉化為石墨。非石墨狀微晶結構使活性炭具有發(fā)達的孔隙結構,其孔隙結構可由孔徑分布表征?;钚蕴康目讖椒植挤秶軐?,從小于1nm到數(shù)千nm。有學者提出將活性炭的孔徑分為三類:孔徑小于2nm為微孔,孔徑在2~50nm為中孔,孔徑大于50nm為大孔。
活性炭理化特性:
根據活性炭的外形,通常分為粉狀和粒狀兩大類。粒狀活性炭又有圓柱形、球形、空心圓柱形和空心球形以及不規(guī)則形狀的破碎炭等。隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學技術的發(fā)展,出現(xiàn)了許多活性炭新品種,如炭分子篩、微球炭、活性炭納米管、活性炭纖維等。
活性炭處理含油污水:
由于活性炭對水的預處理要求高,而且活性炭的價格昂貴,因此在廢水處理中,活性炭主要用來去除廢水中的微量污染物,以達到深度凈化的目的。 煉油廠含油廢水,先經隔油、氣浮和生物處理,再經砂濾和活性炭過濾深度處理。廢水的含酚量從0.1 mg/L(經生物處理后)降至0.005mg/L,含氰量從0.19mg/L降至0.048mg/L,COD從85mg/L 降至18mg/L。
原材料分類符號:
活性炭制造原材料命名的分類符號以材料名稱英文單詞的首字母大寫表示,若名稱首字母重復,則在英文單詞首字母后綴一個小寫英文字母,該字母來源于材料名稱的英文單詞(輔音)。制造原材料分類符號中,由于類屬于木質活性炭的加工原材料種類較多,而各種木質原材料制造后的活性炭性能有一定的區(qū)別,因此,將木質活性炭的制造的原材料細分為四類:木屑類活性炭、果殼類活性炭、椰殼類活性炭、生物質類活性炭。這四類木質活性炭的分類符號,用原材料分類符號(W)和其具體的原料(木屑、果殼、椰殼、生物質)英文單詞的首字母大寫用下腳標標注共同表示。 其分類符號詳見2016年發(fā)布的中國國家標準GB/T 32560-2016 。
活性炭按制造使用的主要原材料分為四類:煤質活性炭、木質活性炭、合成材料活性炭和其他類活性炭。按制造使用主要原材料及對應的產品形狀組合分類分為16種類型。其中,煤質活性炭分為:柱狀煤質顆?;钚蕴俊?破碎煤質顆?;钚蕴?、粉狀煤質顆?;钚蕴?、球形煤質顆粒活性炭。木質顆?;钚蕴糠譃椋褐鶢钅举|顆?;钚蕴?、破碎狀木質顆粒活性炭、粉狀木質顆粒活性炭、球形木質顆?;钚蕴?。合成材料活性炭分為:柱狀合成材料顆粒活性炭、破碎狀合成材料顆?;钚蕴俊⒎蹱詈铣刹牧项w?;钚蕴?、成形活性炭、球形合成材料顆?;钚蕴?、 布類合成材料活性炭(炭纖維布)、氈類合成材料活性炭(炭纖維氈)。其他類活性炭,指除上述三種類型活性炭外,由其他原材料(如煤瀝青、石油焦等)制備的活性炭,這類活性炭,在產品形狀分類中,暫列了瀝青基微球活性炭。詳細分類見下表活性炭按材料和形狀命名。命名的方法則依據命名原則規(guī)定的內容進行,有三層內容:層表示活性炭制造主要原材料,用主要原材料英文單詞的首字母大寫表示;第二層表示活性炭的形狀,用形狀英文單詞的首字母大寫表示;第三層為活性碳的名稱,由漢字組成。
黑色顆粒狀果殼活性炭,選用環(huán)保椰殼、桃殼、核桃殼、棗殼等果殼為原料,活性炭采用炭化、活化、過熱蒸氣催化等工藝精制而成,外觀為黑色不定型顆粒,經系列生產工藝加工而成的一種活性炭。具有耐磨強度好、空隙發(fā)達、吸附性能高、強度高、易再生、經濟耐用等優(yōu)點,廣泛應用于生活、工業(yè)、液相吸附、水質凈化、氣相吸附。特別適用于電廠、石化、煉油廠、印染紡織業(yè)、食品飲料、醫(yī)用水、電子高純水、生活飲用水、工業(yè)中水回用等行業(yè)。更能有效吸附水中的游離氯、硫、油、膠質、農殘留物和其他有機污染物,余氯、半脫氯值,以及有機溶劑的回收等
果殼活性炭是一種活性炭。為黑色顆粒狀,用做二硫化硒碳、氯乙烯、甲醇、丙酮、氧化氮等工業(yè)有害氣體的凈化處理。環(huán)保椰殼、桃殼、核桃殼、棗殼等果殼為原料,對工業(yè)有害氣體的凈化處理。經系列生產工藝加工而成的一種活性炭。具有耐磨強度好、空隙發(fā)達、吸附性能高、強度高、易再生、經濟耐用等優(yōu)點,廣泛應用于生活、工業(yè)、液相吸附、水質凈化、氣相吸附。
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