T椰殼活性炭吸附功能及原理椰殼活性炭結構特點

T椰殼活性炭吸附功能及原理椰殼活性炭結構特點 活性炭是一種既傳統又現代的材料。隨著人類社會的不斷發展，活性炭己經在食品、醫藥、化工、環保等諸多的領域得到了廣泛應用;應用數量也不斷遞增。近幾年來，全球對活性炭的使用量年年增長。我國活性炭產量己經居世界前列，但是我國生產的活性炭性能一般，性能優良活性炭主要還是依靠進口。鞏義市億洋凈水材料廠電話：0371-6959 9709
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　　制備活性炭的原料非常豐富，如煤、果殼、稻殼、石油焦、樹脂、瀝青、廢舊輪胎等。其中，果殼類原材料來源廣泛、成本低廉，并且具有優質的天然結構，利于形成發達微孔結構，己經得到越來越多的關注。活性炭制備方法主要分為兩大類:化學活化法和物理活化法。化學活化是通過化學試劑如KOH、Zncl2等與碳材料發生一系列的交聯或縮聚反應，進而創造出豐富微孔;物理活化是利用空氣、二氧化碳、水蒸氣等氧化性氣體在高溫下與碳材料內碳原子反應。化學活化優點是活化時間短、活化溫度低。但是，大量化學試劑的使用提高了制備成本，高溫下對設備有較強腐蝕作用，在洗滌過程中需要大量水，這些廢水經過復雜處理工藝后才能達到環保排放要求。正是這一原因，目前，在工業上大多采用水蒸氣活化來制備活性炭。

　　活化物理優點是工藝簡單、清潔，活化后不需要洗滌。水蒸氣活化速度較快，但是很難得到高比表面積活性炭;采用二氧化碳活化，可以得到高比表面積活性炭，但其活化溫度高、速度慢，因此能耗很高，活化時間通常需要凡十小時，甚至上百小時。加入適當催化劑可有效縮短活化時間，但是仍然難以滿足工業化生產需要。

　　總之，化學活化和物理活化都有各自的優勢和不足。在保持制備工藝簡單、清潔基礎上，如何進一步降低制備成本，成為今后研究重點。

1、椰殼活性炭是什么？

      椰殼活性炭是由含碳材料制成的外觀黑色、內部孔隙發達、比表面積大、吸附能力強的一類微晶質碳。它不同于普通炭（非晶體），也不同于晶體碳 （如石墨、金剛石）。
2、椰殼活性炭是怎么制成的？

      大家知道，普通炭是由木材在高溫下生成的（木炭、煤）。而椰殼活性炭是將含碳材料（如木質、果殼、煤質、石油瀝青、石油焦炭、纖維炭），經粉碎、篩選后，放在炭化活化爐內進行高溫催化或化學催化，使碳表面與內部生成大量的相互串通的小孔，形成縱橫交錯的蜂窩狀結構，再經過酸洗或水洗、烘干而制成的。
3、椰殼活性炭結構有什么特點？

      在結構上有兩大特點：一是內部與表面孔隙發達。由孔隙直徑大小分為三類：大孔（φ≥50nm），約占總孔容積的10～30％；微孔（φ≤2nm）約占總孔容積的60～90％；中孔又稱過渡孔（2nm≤φ≤50nm），約占總孔容積的5～7％。孔隙平均直徑約為1.5nm。二是比表面積大。即1克椰殼活性炭粒子的表面積與所有孔隙面積的總和，一般椰殼活性炭為500M2/g至1500㎡/g，國外的超級椰殼活性炭可達3000㎡/g（約為足球場面積）。孔隙結構越發達比表面積越大，其吸附功能越強。
、椰殼活性炭的吸附功能
4、椰殼活性炭的吸附功能

    椰殼活性炭之所以被廣泛應用于各個領域，主要是利用它的吸附功能。
　（1） 吸附功能及原理
      吸附功能主要是指椰殼活性炭可以吸收固體、液體、氣體中有害物質的分子。具有微孔的椰殼活性炭主要用于對氣體的吸附；過渡孔較多及平均孔徑較大的椰殼活性炭多用于液體的吸附。
      吸附功能主要得益于分子運動特點，因為氣體的分子始終在做無規則的微觀運動，吸附的速度與室內的溫度、壓強、氣體流速、氣體濃度有關。由于在椰殼活性炭表面及內部有無數相互聯通的孔，在孔的整個空間存在著吸附力場，被吸附分子進入孔內，將受到孔四周吸附力的同時作用，使椰殼活性炭具有極強的吸附能力。（主要是利用自然碰撞，不斷將被吸收物質分子擠到椰殼活性炭內空中）。
      評價椰殼活性炭的好壞：一是孔多否，二是孔間是否聯通，即孔隙發達程度。
 

    （2）影響吸附功能的因素：
      ①椰殼活性炭：具有適宜吸附的孔徑。最理想的椰殼活性炭是具有大量稍大于吸附物分子的孔。孔太小，吸附物進不去；孔太大，使單位體積的表面積減少，也就是比表面積小，導致吸附能力減小。
      比表面積：它是1克椰殼活性炭具有顆粒的外表面積與顆粒內孔隙的內表面積的總和。椰殼活性炭的比表面積通常為500---1500平方米/克，可以通過比表面積來表述孔隙發達程度。比表面積越大，通常椰殼活性炭吸附能力強。
      ②外界條件：與室內空氣的溫度、流速、壓強、有害氣體的濃度有關。
      溫度：在一定溫度范圍內，（-30℃至40℃）溫度越高，吸附速度越快；（分子由于溫度高，做無規則運動的速度會增加，分子動能增加，促使被椰殼活性炭吸收速度加快。）
 
      流速：室內空氣流速越大，吸附速度越快。
      壓強：壓強越大，吸附速度越快。
      有害氣體的濃度：有害氣體濃度越大，吸附效果越明顯。 
      毫無疑問椰殼活性炭具有高效吸附功能，那么，為什么椰殼活性炭只吸收毒氣而放過氧氣、氮氣呢？這是因為椰殼活性炭的吸附作用同被吸附的氣體的分子大小與椰殼活性炭孔徑匹配有關，而孔徑大小的分布由活化條件來控制。此外，還與被吸附氣體的椰殼活性炭沸點有關。沸點越高的氣體，椰殼活性炭對它的吸附量越大。大多數毒氣的沸點比氧氣、氮氣高得多。

5、椰殼活性炭的生產過程：

      它是利用木炭、各種果殼和優質煤等作為原料，通過物理和化學方法對原料進行破碎、過篩、炭化、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成。
      椰殼活性炭的生產一般分為兩過程，第一步，炭化，將原料在170至600的溫度下干燥，同時將其80%的有機組織炭化；第二步，活化，將第一步已炭化好的炭化料送入反應爐中，與活化劑和水蒸氣反應，完成其活化過程，制成成品。
      不同原料生產的椰殼活性炭具有不同的孔徑，其中以椰殼為原料的椰殼活性炭的孔徑最小，木質椰殼活性炭的孔徑一般較大，煤質椰殼活性炭的孔徑介于兩者間。
      原料（木料、椰殼、煤）    破碎    篩選    炭化      活化      除雜  酸洗    水洗    脫水      干燥    包裝      成品
 
6、椰殼活性炭的特性及主要應用領域

      它具有物理吸附和化學吸附的雙重特性，可以有選擇的吸附氣相、液相中的各種物質，以達到消毒除臭、脫色精制和去污提純等目的，被廣泛應用于幾乎所有國民經濟部門和人們的日常生活。
如：軍事行業：防毒面具、口罩和防護服
      石油化工行業：油品精制、脫硫、脫臭
      環保行業：空氣凈化；污水處理場排氣吸附；飲料水處理；電廠水預處理；廢水回收前處理；生物法污水處理；有毒廢水處理；汽車尾氣凈化；
      醫藥行業：在制藥中去除雜質、提高純度和去除致熱源；         
      化工行業：化工催化劑載體；化工品儲存排氣凈化；高純物質的制備；
      食品行業：所有甜味劑、調味品、食用油脂、飲料都使用椰殼活性炭進行脫色精制；
      冶金行業：用濕法冶金中的金、鉑等貴金屬的提取。

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