粉状活性炭的化学及物理性能有什么特点
活性炭具有广泛的应用价值。例子包括气体净化、水净化、金属提取、黄金回收、医药、污水处理、防毒面具和过滤面具中的空气过滤器,以及压缩空气中的过滤器。此外,活性炭还可用于冰箱、仓库等封闭空间的除臭。虽然进一步的化学处理常常能增强材料的吸附能力,但只有高的表面积才能充分激活材料,使其应用于实际。
活性炭是由碳源材料,如坚果壳,木材和煤。它可由下列工序之一生产:
物理活化:前驱体利用气体发展成活性炭。这通常是通过使用或结合以下过程之一:
碳化:含碳物质在600-900℃的温度下,在没有空气的情况下进行热解(通常在惰性气体中,如氩气或氮气)。
活化/氧化:原材料或碳化材料暴露于250℃以上的氧化环境(二氧化碳、氧气或蒸汽)中,温度通常在600-1200℃之间。
活性炭中的粉状活性炭:
传统上,活性炭是由小于1.0毫米的粉末或细颗粒制成,平均直径在0.15毫米到0.25毫米之间。因此,它们具有较大的表面体积比和较小的扩散距离。PAC是由破碎的或磨碎的碳颗粒组成,其中95% - 将通过一个或多个指定的筛网。粒状活性炭被定义为活性炭被保留在50-mesh筛(0.297毫米)和PAC材料更好的材料,而ASTM分类粒子大小对应于一个80 -孔筛(0.177毫米)和较小的PAC。PAC不是常用的在一个专用的容器,由于高水头损失发生。PAC通常直接添加到其他处理单元中,如原水进水口、快速混合池、澄清器和重力过滤器。
活性炭过滤器通常用于去除水中的有机化合物和/或从水中提取游离氯,从而使水适合排放或用于制造工艺。去除饮用水中的有机物,如腐殖酸和黄腐酸,可以防止水中的氯与酸发生化学反应,形成三卤甲烷,这是一种已知的致癌物。可用于水处理的煤质颗粒活性炭和粉状活性炭作用相同。
有些碳更善于吸附大分子。糖蜜数或糖蜜效率是通过从溶液中吸附糖蜜来测量活性炭(大于20a,或大于2nm)的大孔含量。由于颜色体的大小,糖蜜的数量代表了更大的吸附物种可用的潜在孔隙体积。由于在特定的废水应用中,并非所有的孔隙体积都可用来吸附,而且一些吸附剂可能进入更小的孔隙,因此不能很好地衡量特定活性炭在特定应用中的价值。通常,这个参数在评价一系列活性炭的吸附速率时是有用的。在两种活性炭的吸附孔体积相似的情况下,糖蜜数越高的活性炭的供料孔越大,吸附剂进入吸附空间的效率越高。
硬度/磨损数量是一种衡量活性炭抗磨损性能的指标。它是活性炭保持物理完整性和承受反冲洗等摩擦力的重要指标。活性炭的硬度因原料和活性水平的不同而存在较大差异。