常用吸附剂 活性炭课件

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பைடு நூலகம்
2 制备工艺流程
(2)活化剂种类对活化过程的影响
• 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
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
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
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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— ，形成三维立体结构。
致微孔减少。活化剂流速低时，孔容积反而增加，因此活化剂适当的流速是保 证活性炭质量的因素之一。 • 下表是水蒸气用量与活化时间的关系。以水蒸气为活化剂，在一定温度下水蒸 气的用量大，可以缩短活化时间，但在不同的温度下，缩短的活化时间不同。 经过试验数据，活化温度在850℃增加到930℃时，CO2的浓度可提高一倍。CO2 作为活化介质，其浓度提高可加快反应速度。
• （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。
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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
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。
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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，大约有上千个品种。
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。
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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炭层，造成活化难度增加。
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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，产生不均匀活化，导
按孔径大小分：1.大孔（孔径>500A°） 2.过渡孔（孔径20 A ～500A°）
3.微孔 （孔径< 2P0PTA学°习交）流
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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
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1 简介
煤质活性炭：以褐煤、泥煤、烟煤、 无烟煤等制成的活性炭
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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。
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2 制备工艺流程
• (6)炭化料灰分的影响
• 炭化料中无机成分在炭化和活化过程中，大部分转化为灰分，它是影响 活性炭强度主要因素，在灰分与碳接触的界面上，灰分会造成裂纹，影 响活性炭的强度。无机物中的碱金属，铜，铁等氧化物和碳酸盐，对碳 和水蒸气的反应有催化作用，因此，在炭化料中加入少量的钴、铁、钒、 镍等氧化物，可加速碳与水蒸气的反应。
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。
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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。
胶体与表面 化学
常用吸附剂---活性炭
主讲 组员
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1 简介
2 制备工艺流程
3 性能特点
4 应用实例
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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