常用吸附剂 活性炭.ppt

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1、主讲组员常用吸附剂---活性炭胶体与表面化学目录1234简介制备工艺流程性能特点应用实例1简介活性炭又称活性炭黑。是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。活性炭在结构上，由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔性含碳物质，具有很强的吸附能力。它不仅可以作为吸附剂，还可以作为脱色剂和催化剂载体，使它在化学工业、国防工业、环境保护、食品工业等方面得到了广泛的应用。1简介活性炭的种类由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同，活性炭的种类很多，到目前为止尚无精确的统计，大约

2、有上千个品种。按原料来源分：1.木质活性炭2.兽骨活性炭3.矿物质原料活性炭4.再生活性炭5.其它原料的活性炭按制造方法分：1.化学法活性炭（化学炭）2.物理法活性炭（物理炭）3.化学–物理法活性炭按外观形状分：1.粉状活性炭2.颗粒活性炭3.不定型颗料活性炭4.圆柱形活性炭5.球形活性炭6.其它形状的活性炭按孔径大小分：1.大孔（孔径>500A°）2.过渡孔（孔径20A～500A°）3.微孔（孔径<20A°）1简介生活中常见的活性炭木质活性炭：以木屑、木炭等制成的活性炭果壳活性炭：以椰子壳、核桃壳、杏核壳等制成的活性炭1简介煤质活性炭：以褐煤、泥

3、煤、烟煤、无烟煤等制成的活性炭再生活性炭：以用过的废炭为原料，进行再活化处理的再生活性炭2制备工艺流程活性炭的制备主要包括炭化和活化两个阶段。2.1、炭化所谓炭化就是把有机原料在隔绝空气的条件下加热以减少非碳成分，制出适合于后一步活化反应的碳质材料。炭化通常都在1000℃以下进行，有下面3个阶段。①在400℃以下，发生脱水，脱酸等一次分解反应，但炭中还残存—O—结合②在400-700℃，—O—结合被破环，氧以H2O，CO，CO2等形式析出而芳核间的结合开始形成。③脱氢，芳核间大量产生并直接结合，形成二维平面结构的中间物，同时结合上—CH2—，形成三

4、维立体结构。2制备工艺流程2.1.1、炭化主要目的（1）排除成型料中的挥发份及水分；（2）提高炭化料强度，煤焦油中的沥青成分形成了基本骨架；（3）使炭颗粒形成初步孔隙。2.1.2、温度对炭化的影响炭化温度直接影响炭化产物的孔隙结构和强度。温度过低炭化产物无法形成足够的机械强度，温度过高则会促使炭化产物中的石墨微晶有序变化，减少微晶之间的空隙，影响活化造孔过程。2制备工艺流程2、活化所谓活化就是赋予炭颗粒活性，使炭形成多孔的微晶结构，具有发达的表面积的过程。活化方法通常有三种，即化学药品活化法、物理化学联合活化法和物理活化法（1）化学药品活化法即将含

5、碳原料与化学药品活化剂混捏，然后炭化、活化制取活性炭。药品有ZnCl2,H3PO4,K2SO4及K2S等。（2）物理化学联合活化法一般先进行化学药品活化，然后进行物理活化。由物理活化法特别是用水蒸气活化制成的产品，微孔发达，对气相物质有很好的吸附力；由化学药品活化法制得的活性炭次微孔发达，多用于液相吸附。（3）物理活化法（气体活化法）在活化过程中通入气体活化剂如二氧化碳，水蒸气，空气等。2制备工艺流程2.2.1、影响炭活化的主要因素(1)活化温度的影响活化是炭和活化剂在高温下进行的反应。随着温度的升高，反应速度加快，活化速率加大，但是太高易造成不均

6、匀活化。在不同的活化温度下，生产的活性炭孔结构不同。活化温度过高，微孔减少，吸附力下降。一般水蒸气活化法的活化温度控制在800-950℃，烟道气的活化温度控制在900-950℃，空气的活化温度控制在600℃左右。2制备工艺流程炭的气化燃烧反应的相对速度(800℃,10.1KPa)在相同的温度下，不同的活化剂化学性质不同，它与炭的反应速度也不同。从上表中可以看出空气、水蒸气和二氧化碳活化的相对速度对比。如炭和氧的反应速度较快，活化温度只需600℃左右即可；而用水蒸气则需800-950℃。但由于水蒸气能充分地扩散到炭的微孔内，使活化反应能在整个炭颗粒内

7、均匀进行，所以得到比表面积大、吸附能力强的活性炭。总的认为，CO2和水蒸汽作为活化剂活化的效果较好。(2)活化剂种类对活化过程的影响2制备工艺流程（3）原料煤性质的影响不同的煤种，含碳量、含氧量、含氢量都不同，煤的化学结构也不同，所以炭化后得到的半焦特性也不同。在一定温度下，对活化剂反应的速率也不尽相同。因此，原料煤不同，选用的活化生产工艺略有不同。无烟煤为原料的活化温度可比烟煤的活化温度高20-30℃。（4）炭化温度的影响煤的炭化温度直接影响炭化料的孔隙结构和强度，从而影响半焦的性质，尤其是最终温度。炭化终温过高，会造成炭化料表面收缩形成易石墨化

8、炭层，造成活化难度增加。2制备工艺流程(5)活化剂流速及浓度的影响活化剂的流速大，它与炭反应速率增加，使烧失率增加，产生不