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活性炭是怎么制取的呢
來源:皓泉水處理 作者:Hnhqtl 日期:17-02-18 瀏覽:
活性炭是由含碳的材質(zhì)制成的,比如木材、煤炭、石油、果殼、朔料、舊輪胎、廢紙、稻殼、秸稈等。首先對其去除礦物質(zhì)并干燥脫水,在500-600度下隔絕空氣進行碳化,碳化之后根據(jù)粒度要求進行粉碎和篩選,再進行活化,活化方法有兩種:1,物理活化,及氣體活化,這是水蒸氣在900度左右進行活化,水蒸氣中摻合一部分二氧化碳,用二氧化碳與水蒸氣的比例及活化時間來調(diào)節(jié)活化程度,即控制活性炭孔結(jié)構(gòu),顆粒活性炭物理活化。
第二種活性炭的活化方法是進行化學(xué)活化,它是用藥品同時進行碳化和活化。常用的藥品有ZnCL2/CaCl2/H3Po4/KOH/HCL/CO3等,以前工業(yè)上常用的藥品為ZnCl2,將原材料在Zncl2溶液中浸泡,帶將藥液吸收干燥后,在600-700度氮氣氣氛中處理,目前由于環(huán)保問題Zncl2使用量已逐漸減少。
活性炭活化的目的是為了把活性炭內(nèi)部的孔打通和擴大,增加活性炭比表面積,比如,活化前的活性炭比表面積是200-400平方米每克,而通過活化后比表面積可能達(dá)到1000平方米每克。碳化就是將原料加熱,預(yù)先除去其中的揮發(fā)成分,原料中有機物發(fā)生熱分解,釋放出水蒸氣,co,co2,h2等氣體,而留下大量殘余碳化物,碳化物的吸附能力低,這是由于炭中含有一部分碳?xì)浠衔,?xì)孔容積小及細(xì)孔被堵塞等原因所致。碳化過程分為400度以下的一次分解反應(yīng),400-700度的氧鍵斷裂反應(yīng),700-1000度的脫氧反應(yīng)等三個反應(yīng)階段,原料無論是鏈狀分子物質(zhì)還是芳香族分子物質(zhì),經(jīng)過上述三個反應(yīng)階段獲得類似縮合苯環(huán)平面狀分子而形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的碳化物。
這時炭是無定型的,在高溫下會重新集合為微晶型結(jié)構(gòu),微晶型結(jié)構(gòu)的多少與原材料及碳化溫度有關(guān)。物理活化階段通常包括三個階段:在大約900度下,把暴露在氧化性氣體介質(zhì)中,進行處理而構(gòu)成活化的第一階段,除去被吸附質(zhì)并被堵塞的細(xì)孔開放,進一步活化,使原來的細(xì)孔和通路擴大,隨后在炭質(zhì)結(jié)構(gòu)中反應(yīng)性能高的部分發(fā)生選擇性氧化而形成了微孔組織。這樣活性炭比表面積增加,稱為一種良好的多孔物質(zhì),水蒸氣和CO2有時還有氧在活化時均能與炭進行反應(yīng),水蒸氣的反應(yīng)能力比二氧化碳高得多,可以調(diào)節(jié)二者比例來調(diào)節(jié)活性炭孔結(jié)構(gòu),化學(xué)活化是利用Zncl2的脫水作用使原料中的氫和氧以水蒸氣形式放出,形成多孔的活性炭,近年來有人使用化學(xué)活化法制得的比表面積達(dá)2000-3000平方米每克的活性炭。
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