活性炭

(1)活性炭是用木屑、枝丫、木炭、果壳、煤等原料,通过炭化和活化制成。含碳材料先在隔绝空气条件下加热处理,除去挥发分(水分和一部分焦油),形成大孔炭料,进一步活化的方法有两类:
1.蒸汽、气体活化较常用的活化剂是二氧化碳和水蒸气。
2.化学活化法 活化剂是碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐等,它们能在高温放出气体(例如二氧化碳、氧气);也可用硝酸、硫酸、磷酸等酸类氧化剂。用氯化锌浓溶液处理炭料的方法也得到了广泛应用。
(2)以天然气和石油馏分为原料,在耐火室内采取紊流扩散进行部分燃烧。
(3)将普通木炭研细并用12～15筛孔的筛子过筛,在坩埚中灼烧1h以除去树脂类物质,用4mol/L的硝酸浸泡( pH≤1 ) 充分,煮沸1min,趁热过滤,用水洗涤后,重新与水共沸1h,然后在 110℃下干燥,最后在密闭坩埚中于50
0 ～600℃下煅烧3
0 min,重复用硝酸浸泡,水洗,110℃干燥,500～600℃下煅烧1h,抽出气体,冷却后通入干燥空气,即可制得活性炭。

(1)活性炭主要用于以下几个方面。
1.气体净化 例如用活性炭从含有溶剂蒸气的空气中回收溶剂;用活性炭过滤法使空气脱臭;或者用于防毒面具和工业用呼吸器中,以防御有毒物等。
2.气体分离 例如从城市煤气中回收苯,从天然气中回收汽油、丙烷和丁烷,用于处理费托合成中的废气,以回收其中的烃类等。
3.液相吸附 例如在制糖工业中用活性炭吸附法使糖液脱色,在化学工业中用活性炭使有机物质脱色,用活性炭净化电镀浴中的有机杂质,以保证电镀表面的质量或用于废水脱酚等。
4.催化剂或催化剂载体 例如用作工业煤气的脱硫和光气生产的催化剂等。因此,活性炭广泛用于制糖、酒类加工、油脂精制、制药、试剂、治金、净化用水、环境保护、回收溶剂和其他蒸气等各个方面。
(2)用作测定甲醇、锡、硅的还原剂。在许多吸附剂、脱色剂。
(3).用作橡胶增强剂、颜料(油墨、塑料、涂料用)、干电池用导电剂、催化剂载体及超硬质合金原料等。
(4).活性炭在水处理中主要用于去除微量的溶解性有机物、色度、臭味及微量重金属离子。在城市污水及工业废水的深度处理中,主要去除难以生物降解或化学氧化的少量有机物、细菌、病菌、有害微生物、化学污染物(酚、氰、DDT、ABS等)、恶臭、异味和颜色、重金属离子(如汞、铬、镉、砷、铅、镍)等。活性炭的用途可按粉状炭和粒状炭分别介绍如下。 粉状炭(PAC) 粉状炭为10～50μm的颗粒,在给水处理中一般与澄清处理结合使用。它和絮凝剂一起连续加入水中,炭进入絮体,然后随絮体从水中排出。使用循环澄清池效果较好,采用泥渣层澄清池(脉冲澄清池)效果更好。在废水处理中可将粉状活性炭投加到生物处理过程的出水中,或直接投加到各生物处理过程中,然后经沉淀或过滤将炭粒除去。在活性污泥法的处理过程中,可直接将粉状活性炭投加到曝气池中。实践证明,这对去除某些难以处理的溶解性有机物是有效的。 粒状炭(GAC) 粒状炭的粒径为0.8～0.9mm,在给水处理中粒状炭作为滤床的滤料,活性炭的主要作用是吸附水中的有机物,同时具有催化和过滤作用。滤床可以是固定床,也可以是移动床或流化床,这些均属于动态吸附操作,可以实现连续运行。还有一种是将活性炭投加到被处理的水中,经过一定时间的混合搅拌,使吸附达到平衡,然后用沉淀或过滤方法使水和吸附剂分离,该形式属静态吸附操作,只能是间歇式运行。 活性碳纤维 一种以有机纤维(纤维素纤维、聚丙烯腈纤维、酚醛树脂纤维及聚乙烯醇纤维等)为原料,经炭化和活化制成的活性碳纤维,是20世纪70年代开发的新产品。活性碳纤维以其特有的微孔结构、巨大的比表面,及所具有的多种官能团,通过物理吸附、化学吸附及物理和化学吸附等方式,较活性炭更有效地去除废水中的多种污染物质。另外,活性碳纤维由于只有微孔,没有过渡孔和大孔,且孔径分布比较均匀,微孔范围在0.5～1.4nm。用活性碳纤维对恶臭物丁基硫醇的吸附容量比粒状活性炭约高40倍,其他物质约高1.5～2.0倍。