活性炭的应用及发展.ppt
活性炭的应用及发展课件
其他应用领域（制药、化学、农业等）
总结词
除了上述领域外，活性炭还在制药、化学、农业等领域中得到广泛应用。
详细描述
活性炭具有较好的化学稳定性和耐腐蚀性，能够用于各种化学反应的催化剂载体、气体分离、电极材料等方面。 在制药领域中，活性炭常用于提取药物成分和制备药物剂型等方面；在农业领域中，活性炭可用于土壤改良和植 物保护等方面。
详细描述
活性炭具有较大的比表面积和孔容，能够有效地吸附废水中 的杂质和有害物质，降低废水中的污染物含量，使其达到排 放标准。在工业废水处理中，活性炭常作为深度处理手段， 提高废水处理效果。
食品和饮料行业
总结词
活性炭在食品和饮料行业中主要用于脱色、除味、除臭等，提高产品质量和延长保质期 。
详细描述
活性炭具有优异的吸附性能和化学稳定性，能够有效地去除食品和饮料中的杂质、异味 和有害物质，提高产品质量。在食品和饮料行业中，活性炭常用于果汁、酒类、乳制品
活性炭的环保法规和政策
制定严格的环保标准
建立环保税费制度
政府应制定更严格的环保法规和标准 ，限制活性炭生产和使用过程中对环 境的负面影响。
通过征收环保税费，增加污染成本， 促使企业减少污染排放。
推广绿色生产技术
鼓励企业采用绿色生产技术，减少生 产过程中的环境污染，提高资源利用 效率。
活性炭的环保挑战与解决方案
活性炭用于空气净化领域，主要通过吸附空气中的有害气体、异味和粉尘等污染 物，改善室内空气质量。
详细描述
活性炭具有优异的吸附性能，能够有效地去除室内的甲醛、苯、氨气等有害气体 ，以及各种异味和粉尘。在空气净化领域，活性炭常与其他过滤材料配合使用， 以达到更好的净化效果。
工业废水处理
活性炭的结构与功能
活性炭的结构与功能
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综上所述，活性炭的 应用前景广阔，但也
面临着一些挑战
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需要加动活性炭的广泛应用和发展
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活性炭的结构与功能
活性炭的制备方法
活性炭的制备主要分为两步：炭化和活化。以下是几种常见的制备方法
气体活化法：将 含碳原料(如煤、 木材等)在高温下 进行炭化，然后 与气体(如二氧化 碳、水蒸气等)反 应，生成具有高 比表面积的活性 炭
液体活化法：将 含碳原料与酸、 碱等液体反应， 生成具有高比表 面积的活性炭
活性炭的结构与功能
活性炭的再生与循环使用
由于活性炭具有较高的吸附能力，在使用过程中会逐渐饱和，失去吸附效果。为了延长活 性炭的使用寿命，需要进行再生或循环使用。以下是几种常见的再生方法
热再生：将饱和的活性炭在高温 下进行加热处理，使其脱附再生
化学再生：利用化学试剂(如氢氧化钠 、盐酸等)对饱和的活性炭进行再生处 理
物理活化法：将 炭化后的材料进 行高温处理，通 过改变其物理性 质(如孔结构和比 表面积等)来提高 其吸附性能
化学活化法：将 含碳原料与化学 试剂(如氯化锌、 磷酸等)混合，生 成具有高比表面 积的活性炭
活性炭的结构与功能
活性炭的改性方法
为了提高活性炭的吸附性能和扩大其应用范围，常常需要对活性炭进行改性。以下是几种 常见的改性方法
活性炭的结构与功能
目前活性炭的再生技术还存在一些问题，如再生效率不高、再生后 性能下降等。对此，需要加强再生技术的研究和开发，提高再生效 率和再生后活性炭的性能
活性炭的生产和使用过程中可能会产生一些污染，如废气、废水等。对此，需要加强环保管理，采 取有效的环保措施，减少对环境的影响
活性炭的作用及相关知识介绍
活性炭的作用及相关知识介绍活性炭是一种经过特殊处理制成的一种多孔性吸附材料。
其原理是利用其丰富的孔道和表面积，吸附各种有机物质和气体，在环境保护、食品饮料、医药卫生等多个领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍活性炭的定义和原理、分类、制备过程、应用领域、优缺点以及发展前景。
一、活性炭的定义和原理活性炭是指经过特殊处理制成的一种多孔性吸附材料。
由于其材料孔径范围广、比表面积大、孔隙结构具有多尺度特性等独特性质，使得其在各类有机化学反应和环境污染物治理中得到广泛应用。
活性炭具有吸附，催化，电导等多种性质，可分为吸附型、催化型、电导型等多种类型。
活性炭的原理是利用其丰富的孔道和表面积，吸附各种有机物质和气体。
清洗后的活性炭表面存在着大量的分子间空隙，能够大量吸附、储存及释放细胞壁和宿主细胞内的低分子化合物。
同时，具有强烈的亲水性，使得其在使用过程中与许多接触物质具有良好的亲和性。
二、活性炭的分类根据制备方法和用途不同，活性炭可分为吸附型、催化型、电导型等多种类型，具有不同的物理化学性质和应用范围。
1.吸附型活性炭吸附型活性炭是指利用各种原料，通过炭化和活化等基本工艺制成的多孔性物质。
其吸附能力在净化处理、保护环境、去除恶臭等方面有着广泛的应用。
此外，吸附型活性炭还包括高中温气体吸附型、样品萃取型、富锐型等不同种类。
2.催化型活性炭催化型活性炭是指采用酸碱状构、络合条件等方法制得的活性炭。
它可以利用活性炭上的原子、分子活性中心，对特定反应体系进行催化作用，具有一定的催化作用。
催化型活性炭包括酸硅炭、磷硅炭等不同种类。
3.电导型活性炭电导型活性炭是指共聚单体、聚合物等材料通过电解反应制成的具有电导性的活性炭。
此类活性炭可用于柔性电子器件、传感器等领域。
三、活性炭的制备过程活性炭制备的关键步骤包括原材料选择、炭化和活化等多个阶段，不同的制备方法可产生不同孔径大小和吸附性能的活性炭。
1.原材料选择在制备活性炭的过程中，一般采用木质、树木或在高温下加热的生物质等为主要原材料。
活性炭
一、活性炭的性质与主要用途活性炭是一种多孔物质，主要由植物源和矿物源的含碳材料例如木材、果壳、石油、煤等经过各种形式的予处理及活化制成。
〈一〉活性炭的性质:1、活性炭具有独特的孔径结构和良好的吸附性能。
活性炭内部的碳具有和石墨结晶类似的层状微晶结构，碳原子排列成三角形的平面层，但各层之间是无规则地重迭着，并有层面扭曲现象。
这种螺层状结构，使基本微晶之间形成了许多形状不同、大小不等的空隙。
通过活化处理，这些空隙被疏通连接，并进一步发展。
正是这些空隙，使活性炭形成巨大的固体内表面积，若按单位重量计算，每克活性炭可达500一1500平方米。
活性炭的吸附性能主要取决于它的孔径结构，其次是炭表面的化学性质以及气相、液相中被吸附物质的性质。
2、活性炭有足够的化学稳定性，其表面对某些化学反应能起很好的催化作用和辅助催化作用。
机械强度良好，可以耐水浸，耐强酸强碱，能承受较高的温度和压力。
〈二〉活性炭的主要用途1、水处理活性炭对水中有机物有很好的吸附能力，对污水中各种物质吸附的范围也很广，包括非电解质、电解质、络合物、各种类型的表面活性剂、高分子等，而且几乎全都是从多组份溶液中吸附。
近年来，随着工业废水、城市污水排放量的日益增多，以及大量施用化肥和农药，使天然水体及地下水源受到污染，有些地区十分严重，影响了工业和生活用水。
除了采用原有给水净化工艺和污水处理技术外，活性炭吸附技术越来越广泛地应用于水处理工艺中，成为深度净化的有效手段之一。
据报道，美国1977年用于水处理的活性炭已近3万吨，日本每年用于水处理的活性炭已超过1万吨。
我国在这方面的应用量也有较快的增长。
甘肃省白银市原因黄河水源被污染，无法供生活用水，采取活性炭吸附净化水源已有7年。
2、溶剂回收利用活性炭的吸附性能，回收蒸发在空气中的油汽和溶剂，具有节能和保护环境的双鱼作用。
特别是溶剂浓度较低时，比用冷凝回收法效果要好得多，回收率一般在90%以上，回收费用不超过溶剂价值的5一20%。
常用吸附剂 活性炭ppt课件
• 制备方法：气相氧化法、液相氧化法和固相氧化法。 • 无论那一种方法，都是将碳纳米管经活化处理及后处理得到活性炭纳
米管。
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4 应用实例
（三）活性炭纤维
• 活性炭纤维（ACF）是继粉末活性炭（PAC）和粒状活性炭（GAC） 之后的第三代活性碳材料。
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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 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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4 应用实例
（一）活性炭微球
• 球形活性炭是20世纪70年代后期由日本、美国、联邦德国和苏联等工业 发达的国家研制开发成功的一种高档活性炭新品种，80年代后后期逐渐 进入工业化阶段。
• 球形活性炭具有均匀的球形外表，表面光滑、力学强度高、比表面积大、 耐磨损、耐腐蚀，长期使用掉屑少，产品杂质含量低等优点。
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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。
活性炭专业生产工艺流程(PPT39张)
混捏
混捏的目的是使固相的煤粉与液相的煤焦油充 分的混合，赋予混合料以塑性和流动性，使煤 粉的细小颗粒充分地、均匀地被煤焦油充填和 包裹，煤沥青在经过炭化后形成炭骨架。 焦油温度：≥90℃ 混捏温度：70℃—90℃ 混捏时间：15分钟到20分钟
挤压成型
成型的目的是得到具有一定外形及较高密实度的炭条。目 前本公司用于活性炭制造的挤压成型设备为借高压液体介 质进入柱塞液压缸推动柱塞对煤膏加压的立式液压机 。 成型液压机有单缸式和双缸式两种。 单缸油压机（二分区）的装料与压制是间歇式进行的，料 缸装满煤膏后再加压，没有预压装置，煤膏受压时间短。 煤膏的工作压力为180-220kgf/cm2(17.6-21.6MPa)。 双缸液压成型机（一分区）的装料和压制可以分别在两个 缸内同时进行，某一个缸在装料预压时，另一个缸则对煤 膏加压，煤膏受压时间长，压出条密度大，操作易实现自 动化。
生产工艺流程
以太西无烟煤为主原料的合格原料煤入厂后，被粉碎到 一定细度（一般为200目），然后配入适量黏结剂（一 般为煤焦油）在混捏设备中混合均匀，然后在一定压力 下用一定直径模具挤压成炭条，炭条经炭化、活化后， 经筛分、包装制成成品活性炭。 其工艺框图如下所示：
活性炭生产工艺流程图
活性炭分公司二分区工艺流程图
生产煤质活性炭的原料种类
褐煤、烟煤和无烟煤均可作为活性炭的原料。国 内的煤质活性炭原料主要采用山西大同地区的弱粘结 性烟煤和宁夏的太西无烟煤。 (1)弱粘结性烟煤：山西大同地区的弱粘结性烟煤由 于化学活性好、灰分低（特别是其八层煤和十一层 煤），而广泛被山西的活性炭企业用于加工制造原煤 破碎活性炭。 (2)无烟煤：宁夏太西煤低灰、低硫、含碳量高，化 学活性好，是生产高档活性炭的优质原料。宁夏的活 性炭企业主要采用太西无烟煤作为主原料生产柱状活 性炭。
活性炭的应用行业以及作用
净艺和活性碳的主要作用及用途：1.净艺和活性炭应用于液相吸附自来水净化，工业用水净化，电镀废水净化，纯净水处理，饮料水处理，饮用水氯胺脱除，食品，医药用水净化及电子超纯水制备。
蔗糖脱色、木糖脱色、味精脱色、柠檬酸脱色及药品、化工产品、食品添加剂的脱色、精制和去杂质纯化过滤油脂脱色、油品、汽油脱色、柴油的脱色、除杂、除味、酒类及饮料的净化、除臭、提纯。
化学药品用于各种有机和无机药品，如酯类、酚类、柠檬酸、氨基酸、胱氨酸、草酸等各种酸脱色,精制,去味。
医药化工、抗菌素、解热药、维生素、注射用针剂、生物制药过程产品除去色素、杂质、提纯、精制、脱色、过滤。
环保工程废水、生活废水净化、脱色、脱臭、有机废水处理降COD ，废水处理的湿式氧化催化剂2.净艺和活性炭应用于气相吸附废气净化和回收、乙酸乙脂、醚类、酮类、醇类、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烯、过氯乙烯、二硫化碳、苯、甲苯、甲酰、汽油、含氟烃类、丙酮回收、油气回收、CS2吸附等有机溶剂吸附与回收。
香烟过滤嘴、装修除味、室内空气净化（甲醛，苯等的去除），工业用气的净化、变压吸附提纯（如CO2、N2等)石化行业生产、脱硫脱硝（硫化氢脱除H2S）、加油站汽油回收、干洗机四氯乙烯吸附、天然气净化、除臭、废气的治理生化、油漆工业、地下场所、皮革工厂、动物饲养场所的空气净化、脱臭。
烟道气的臭气吸附、氨气NH3、硫化物吸附，汞蒸汽的去除，降低戴奥辛的生成。
活性炭滤材,活性炭滤布炭布,空气净化滤材,汽车空调过滤材料,活性炭无纺布,复合布合滤材3.净艺和活性炭用于高要求领域用于生产光气、氯乙烷,卤化磺酰、吡啶气固催化氯化、农药中间体；贵重金属治炼、合成金刚石、黄金提取等。
超级碳催化剂及贵金属催化剂载体（钯、钌、铑、铂、镍催化剂），湿式催化氧化催化剂，氯化反应活性炭催化剂、间苯二腈氯化制百菌清催化剂。
触媒载体、维尼纶触媒载体、三聚氰氯催化剂、氯化汞触媒载体、生物载体、光气合成催化剂、合成纤维载体、醋酸乙烯载体。
活性炭的特性,作用原理及其应用
活性炭的特性，作用原理及其应用活性炭介绍活性炭是以优质椰子壳、核桃壳、杏壳、桃壳为原料，经系列生产工艺精制而成，外观呈黑色颗粒状。
优点是孔隙结构发达，比表面积大，吸附性能强，库层阻力小，化学性能稳定，易再生。
适用于高纯度的生活饮用水、工业用水和废水处理的深度净化脱氯、脱色、除臭和黄金提炼等方面。
活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 是一种极优良的吸附剂, 每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多. 而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成. 其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其結构则为炭形成六环物堆积而成。
由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。
活性炭可由许多种含炭物质制成，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。
其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。
活性炭的制造基本上分为两过程，第一过程包括脱水及炭化，将原料加热，在170至600℃的温度下干燥，並使原有的有机物大約80％炭化。
第二过程是使炭化物活化，这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的，在吸热反应中主要产生由CO及H2组成的混合气体,用以燃烧加热炭化物至适当的溫度（800至1000℃），以烧除其中所有可分解的物质，由此产生发达的微孔結构及巨大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。
活性炭的孔隙按孔径的大小可分為三类。
大孔：半径1000 - 1000000 A。
过渡孔：半径20 - 1000 A。
微孔：半径- 20 A。
由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。
由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。
木质活性炭一般具有最大的孔隙半径，它们用於吸附较大的分子，並且几乎专用于液相中。
在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的，称为木炭。
煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。
在煤质活性炭中，褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径，因此能有效地除去水中大分子有机物。
《炭的化学性质》课件
本课件将介绍炭的化学性质，包括炭的构成与性质、炭化反应过程、炭材料 的合成、炭的应用领域以及炭材料的未来发展趋势。
炭的构成与性质
炭的主要成分
炭主要是由碳元素组成的物 质，但也包含其他的元素和 杂质。
不同种类的炭介绍
介绍不同种类的炭，包括木 炭、活性炭、石墨等，以及 它们的特性和用途。
炭材料的合成
炭材料的制备方法
详细介绍几种制备炭材料的方法， 如化学气相沉积法、碳化法等。
化学气相沉积法的原理和 应用
解释化学气相沉积法的原理，并 阐述该方法在炭材料制备中的应 用。
炭形貌与结构特性的调控
讨论炭的形貌和结构特性是如何 通过合适的制备方法进行调控的。
炭的应用领域
炭的目前应用领域，包 括生产和生活
介绍当前炭材料在工业生产 和日常生活中的广泛应用， 如金属冶炼、过滤系统等。
炭材料在电子、电化学、 化学工程、环境与能源 等领域ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的应用
探索炭材料在各个领域的应 用，如电池技术、催化剂、 吸附剂等。
炭材料未来的发展趋势 和前景
展望炭材料未来的发展趋势， 如新材料设计、炭基复合材 料等。
总结与展望
1 炭材料的重要性与发展
炭的物理与化学性质分 析
分析炭的物理性质，如颜色、 质地等，以及化学性质，如 反应性和稳定性。
炭化反应过程
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炭化反应的定义和基本原理
解释炭化反应是什么以及它的基本原理，涉及到炭的分解和重排过程。
2
炭化反应的条件和影响因素
探讨影响炭化反应的条件和因素，如温度、压力、催化剂等。
3
炭化反应的应用领域
介绍炭化反应在不同领域的应用，如碳材料的合成和炭化技术等。
活性炭的应用
活性炭的应用----13741e28-7161-11ec-8e2a-7cb59b590d7d一、石化行业无碱脱臭（精制脱硫醇）——重催的精制装置乙烯脱盐水（精制填料）-乙烯装置催化剂载体（钯、铂、铑等）——苯乙烯、连续重整装置水净化和污水处理——上下水深度处理电厂水质处理及保护——锅炉装置no、NOx等有害气体的吸附——锅炉尾部烟道化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收、及油脂等的脱色、精制饮料、葡萄酒、味精母液和食品的精制、脱色、净化和除臭黄金提取——适用炭浆法、堆浸法提金工艺尾矿的回收——金矿废弃物利用与环境保护用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化香烟过滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制、各种浸渍剂溶液的制备等。
例如，活性炭可用作活性炭罐的填料，用于生产摩托车炭罐、汽车炭罐等。
1、活性炭吸附法在水处理中的应用活性炭吸附广泛应用于城市污水处理、饮用水和工业废水处理。
颗粒活性炭常常应用于吸附分子，颗粒活性炭吸附性决定应用性，而吸附性和各种炭型的孔大小分布相关。
以水蒸气活化的泥煤基、褐煤基和椰壳基粉状活性炭为例：泥煤基活性炭具有微孔和中孔，颗粒活性炭可供多种应用；褐煤基炭具中孔较多，颗粒活性炭而且还有较大的中孔，提供优良的可入性；椰壳基颗粒活性炭中主要是微孔，仅适用于低分子的去除。
化学活化的颗粒活性炭多孔性很强，主要分布在微孔和中孔范围内。
然而，与水蒸气活性炭和化学活性炭相比，孔表面的疏水性更低，负电荷更多。
以挤压和粉碎颗粒活性炭为例：泥炭基挤压活性炭可制成不同孔径分布的品种。
颗粒活性炭主要是微孔，主要用于气相应用中的金回收。
微孔和介孔材料主要用于液相应用，例如在水净化中吸附小分子和大分子杂质。
破碎型煤基颗粒活性炭兼有微孔和中孔，可供多种目的的应用。
褐煤基或椰壳基的粒状活性炭与粉状炭一样具有相同的微孔和中孔结构。
活性炭的技术指标非常重要：活性炭产品的性能指标可分为物理性能指标、活性炭化学性能指标、颗粒活性炭吸附性能指标。
活性炭的制备及应用
活性炭的制备及应用活性炭是一种多孔吸附材料，在各种领域都有广泛的应用，如污水处理、空气净化、食品加工、医药生产等等。
本文将就活性炭的制备方法、特性、应用等方面进行探讨。
一、活性炭的制备方法活性炭的制备方法有很多种，但主要可以分为物理法、化学法、生物质炭化法和组合法四类。
1.物理法物理法根据原材料的性质进行分离和燃烧，如木质活性炭、亚煤制备活性炭等。
其中以木质活性炭的制备量最大，其制备步骤主要包括碳化、活化、除尘等多个环节。
2.化学法化学法是通过对原材料进行化学反应使原本不具备活性的物质转变为活性炭。
常用的是锌氯活化法、磷酸活化法等，这些方法具有制备速度快、孔隙度大的特点。
3.生物质炭化法这种方法主要以高纤维含量的废弃物作为原材料，如细木工业、农业废弃物等。
生物质炭化法能将原料转化为高质量的活性炭，同时还可以解决环境污染问题和资源浪费。
4.组合法组合法即是将多种原材料组合起来制备活性炭。
这种方法有利于综合利用不同材料的优势，提高活性炭的特性和降低成本。
二、活性炭的特性活性炭具有多孔性、表面积大、吸附容量高、吸附速率快、化学不稳定等特点。
1.多孔性活性炭的孔隙结构是由孔道、细孔和微孔组成的。
这一特点使活性炭的比表面积非常高，能够同时吸附多种物质。
2.表面积大活性炭具有很高的比表面积，这使得它的吸附能力非常强。
比如，每克活性炭的表面积可以高达1000平方米以上，相当于一个足球场那么大。
3.吸附容量高活性炭的吸附容量非常高，通常比其他吸附剂高出几倍，这是由于活性炭是由多孔材料制成，这样有助于它更好地吸附物质。
4.吸附速率快活性炭因为拥有较大的孔径和强大的亲和力，能够快速地吸附空气中的有害物质，使空气变得更清洁。
这一特点也使活性炭广泛应用于空气净化领域。
5.化学不稳定活性炭具有较高的化学不稳定性，其表面容易受到外界环境的影响而发生变化，因此在不同的环境下应选择不同规格和类型的活性炭。
三、活性炭的应用活性炭由于其特殊的物理和化学特性，被广泛应用于各个领域。
活性炭过滤器课件
选型依据主要包括需要吸 附的物质、浓度、流量、 使用环境等因素。根据这 些因素，选择合适的活性 炭过滤器型号和规格。
根据实际需要，确定合适 的过滤面积。过滤面积越 大，过滤效果越好，但同 时需要考虑到过滤器的整 体尺寸和安装空间。
根据需要吸附的物质和浓 度，选择合适的活性炭类 型。不同类型的活性炭具 有不同的吸附性能和效率。
择合适的活性炭类型。 金属等，以满足使用环 设计合适的过滤器结构，
不同类型的活性炭具有 境和压力的要求。
如多层过滤、不同材质
不同的吸附性能和效率。
的组合等，以提高过滤
效果和稳定性。
活性炭过滤器选型依据及步骤
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根据实际需要确 定选型依据
确定过滤面积
选择活性炭类型 选择过滤器材质 确定结构设计
受水温影响 水温过高或过低都会影响活性炭的吸附效果，一 般在20-30℃的水温下使用效果最佳。
活性炭过滤器的发展趋势与展望
新型材料的应用
01
随着新材料技术的发展，新型的活性炭材料和改性活性炭逐渐
应用于水处理领域，提高了过滤效果和寿命。
组合过滤技术
02
将活性炭与其他过滤材料相结合，形成组合过滤技术，可发挥
活性炭过滤器技术不断发展，新型的活性炭材料和改性技术不断涌 现，提高了过滤效率和精度。
应用领域扩展
随着环保意识的增强和工业领域对环保要求的提高，活性炭过滤器 的应用领域不断扩展，包括水处理、空气净化、食品加工等领域。
能耗和环保性
活性炭过滤器的能耗较低，同时处理过程中产生的污染物也较少，符 合当前环保要求。
水处理领域
总结词
深度过滤，去除水中的有害物质。
活性炭材料在液体分离中的应用
活性炭材料在液体分离中的应用活性炭是一种具有良好吸附性能的材料，其在液态分离领域中有广泛的应用。
活性炭材料在吸附、净化、分离等方面的独特性能，使其成为液体分离的理想材料。
本文将对活性炭材料在液体分离中的应用进行详细介绍。
一、活性炭的概述活性炭是一种用各种基础材料制备而成的高表面积、高吸附性的多孔材料。
活性炭材料通常有非常高的比表面积，并且具有很高的孔隙度和较大的孔径，这使它具有选择性吸附高分子化合物、离子物质和小分子量挥发性物质的能力。
活性炭材料的制备方法非常多样，例如炭化、活化、物化等。
活性炭材料广泛应用于各个领域，例如化工、环保、医药等。
在液态分离领域中，活性炭的应用也越来越多。
二、活性炭的应用活性炭材料在液态分离中的应用非常广泛，包括吸附、净化、分离等方面。
下面将分别进行介绍。
1. 活性炭材料在吸附方面的应用活性炭材料的独特结构和性能使其在吸附方面有广泛的应用。
例如，活性炭材料可以用于吸附有机物、重金属离子、无机离子、气体等。
在吸附有机物方面，活性炭材料可以净化废水和空气，去除其中的有害物质。
在吸附重金属离子方面，活性炭材料可以用于处理含有重金属离子的废水，净化环境。
在吸附气体方面，活性炭材料可以用于空气净化、有毒气体的吸附等。
2. 活性炭材料在净化方面的应用由于活性炭材料的高吸附能力，它被广泛应用于净化领域。
例如，活性炭材料可以去除水中的有机物、异味物质等，使水达到净化的目的。
同时，活性炭材料也可以用于空气净化，吸附空气中的有害气体。
3. 活性炭材料在分离方面的应用活性炭材料也可以用于液体的分离。
当液体中含有不同的物质时，可以采用活性炭材料进行分离。
例如，当液态混合物中含有甲苯、苯和二甲苯时，可以使用活性炭材料将其中的甲苯分离出来，以达到回收和提纯的目的。
三、活性炭材料的未来发展随着环境污染程度的加剧和对环保要求的提高，活性炭材料在未来将有更加广泛的应用。
同时，随着研发的不断深入，活性炭材料的性能也将不断提升。
活性炭吸附技术在水处理中的应用及过程分析
（2）H20吸附曲线
• H20 的吸附曲线不同温度下水蒸气在活性炭上的等温线呈典型的第 V 类曲线, 如 图 所示. 这种 S 型的等温曲线的特点是高压下对水蒸气有很高的吸附量, 而低 压下却对水的吸附量很低. 这种曲线的优点就是应用在真空变压吸附中, 可以很 容易地实现对水的分离,也就是说即使吸附在活性炭的孔径内, 水蒸气也会很容 易从真空泵解吸出来。 另外, 该曲线也说明了普通的工业活性炭并不是完全的 疏水性材料, 在一定条件下它仍然具有很高的吸水性. 水在活性炭表面的吸附主 要通过形成独特的三维水分子簇和网状结构,而这些结构的形成依靠着水分子与 活性炭上可取代的活化位置协同作用来完成. 图中还显示, 实验测得的等温曲线 可以很好地通过 QHR 模型来模拟. 在较高温度下(60℃), 活性炭对水蒸气的吸附 量仍然较高.
– 平衡时吸附速度＝脱附速度
• 平衡吸附量qe与液相平衡浓度ce的关系为：
qe
abce 1 bce
1
qe
ce qe
1 1 ab a
• 1 1 a ab
(a)L
1 1 1 1 qe ab ce a
三、活性炭的吸附和解析过程分析
1.吸附时间的影响 • 吸附时间是反映吸附剂性能的重
要指标，吸附时间是反映吸附剂 性能的重要指标，图为水浴温度 为２９８Ｋ、正丁烷流量为２５ ０ｍＬ／ｍｉｎ、氮气流量为３ ００ｍＬ／ｍｉｎ时，ＡＣ－１ 和ＡＣ－２(两种活性炭样品)对 正丁烷的吸附性能随时间变化的 关系。
Bace ce )[(1 (B
1)ce
/ cs ]
– CS—吸附质的饱和浓度；B-常数，与吸附剂和吸附质之间的相互作
用能有关。 – 线性形式
臭氧生物活性炭技术PPT幻灯片
促使砂粒表面的生物生长。也可能与传统工艺水中较高的氯浓度
的抑制作用有关
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饮用水深度处理应用效果
氨氮去除率比较
传统工艺：沉淀池对NH+4-N的去除率较大,均值为58.9%.滤池 对NH+4-N的去除率为2.6%.
组合工艺：澄清后氨氮质量浓度仍比原水高1.2倍，砂滤池出水 的NH+4-N相对原水去除率为80%左右，后续的深度处理后,氨氮 的质量浓度低于检测限
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作用原理——生物活性炭技术
活性炭吸附与微生物降解的协同作用
——生物活性炭胞外酶再生假说：一部分水解酶扩散进入活性炭 微孔，与吸附质反应，活性炭的吸附能力得以再生。
——微生物的降解作用改变了活性炭的物理吸附平衡,使生物活性 炭得以再生。
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作用原理——生物活性炭技术
炭表面生长的微生物是否会影响炭的正常吸附过程？ 活性炭的吸附速率主要取决于中孔或微孔的吸附速率，炭表面
17 饮用水深度处理应用效果
常规处理水厂氨氮处理效果
常规水处理工艺中混凝 沉淀对氨氮有一定的去 除作用，但主要靠砂滤 池微生物作用去除
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饮用水深度处理应用效果
三卤甲烷生成潜能比较
适 反冲洗强度：10~15L/(s.㎡)，10~20min 工作周期：生物活性炭的使用周期按1年设计
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工艺应用条件与设计参数
构筑物形式：
饮用水深度处理：
目前,国内活性炭滤池已建成水厂多采用普通快滤池、虹吸滤池、 V型滤池、翻板滤池等池型,其中以V型滤池和翻板滤池更具代表 性。
工业废水处理：
活性炭塔
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饮用水深度处理应用效果
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（5）性能检测指标
物理性能：活性炭的水分含量、灰分含量、强 度、粒度分布、表观密度、漂浮率、着火点、 挥发分含量等 。 吸附性能：包括水容量、亚甲基蓝吸附值、碘 值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附∕脱附率、饱和 硫容量、防护时间等。
化学性能:元素组成（含工业分析、元素分析、 和有害杂质分析），表面氧化物，泽塔电位等。
有机类粘结剂：腐植酸及其钠盐、黏结性木 质素、煤焦油、聚乙烯醇及其衍生物和酚醛 树脂等。
用有机粘合剂易得到比表面积较高的成型活 性炭，但是其机械强度不是很好。
无机粘合剂：氧化铝、二氧化钛，硅酸盐、 蒙脱土等。
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无机类物质作为黏结剂，可以大幅提高 成型活性炭的机械强度，但添加量较少，则 不能成型；而添加量过多，又会导致成型活 性炭中炭含量减少，比表面积下降。因此， 该类方法适合生产某些具有特殊吸附性能的 成型活性炭。
（2）在气相吸附中的应用
活性炭在气相吸附中的应用主要包烟道气、 工业废气的处理和净化、生活空气净化、油 气回收及毒气防护等。
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（3）在催化方面的应用
活性炭本身就具有催化活性，一般可单独 作为催化剂使用。 也可以作为催化剂载体，负 载活性离子。
此外，活性炭还可用于土壤的污染治理、 储氢、作为新型储能器件的电极材等。
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（一）组成、结构与性质
组成
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结构及孔的形状
结构：活性炭是非晶体物质，由排列成六边形的 碳原子平面层组成，这些平面层的排列不是类似 于石墨的结构，而是杂乱且无规律地排列成“螺 层状结构”。
孔的形状：圆筒孔、狭缝孔、圆锥孔、锥形狭缝 孔、墨水瓶孔
分类
1（按孔径） 微孔（r < 2 nm） 气相吸附 中孔（2 nm < r < 50 nm） 液相吸附，催化剂载体 大孔（r > 50 nm） 作为通道
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我国活性炭工业生产起步于20世纪50年代，80 年代以后发展迅速，主要以煤质活性炭为主。我国 目前有中小型活性炭生产企业1 000余家，活性炭产 量占世界产量的三分之一，已成为世界上最大的活 性炭生产国，2007年生产量达到35万吨，出口量25 万吨。
但是我国活性炭行业在制造技术上不如欧美国 家，存在生产规模小、产品质量参差不齐、资源浪 费等问。
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五、新型的碳材料
（一）活性炭微球 球形活性炭是20世纪70年代后期由日本、美
总的来说，成型活性炭的吸附性能和机 械强度是相互矛盾的，要同时提高其吸附性 能和机械强度是十分困难的。
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三、活性炭的表征、分析与检测
（1）孔径分布
压汞法 主要用于测定较大的中孔和大孔，并 可确定这部分孔的孔径分布。 毛细管凝聚法 是物理吸附法中测定孔径分布 最常用的一种方法。 分子吸附法 用来测微孔，如77K的氮气吸附。
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四、活性炭的应用
活性炭作为优良的吸附剂，常用于水体净化、 空气的净化、工业废气回收、贵重金属的回 收及提炼等。其应用范围涉及化学工业、食 品加工、医疗卫生、农业、国防等领域、催 化及电化学电源，在环境保护和人类生活中 起着重要作用。
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（1）在液相吸附中的应用
活性炭在液相中主要用于包括水处理、食 品工业脱色及贵金属回收等。其中，水处理主 要应用在饮用水的净化、废水处理、工业用水 处理这三大方面。
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(4)成型活性炭的制备
由于活性炭的“螺层状结构”，平面层之间 都是以分子间力相互结合，因此，活性炭的 耐磨损度、耐压强度都很差。
①成型活性炭的优点 （1）具有一定的形状和尺寸，易于调变和加 工。 （2）密度和强度较高，无粉尘污染。 （3）单位体积的吸附量远高于粉状活性炭
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② 成型活性炭的制备方法
（b）物理碳，以水蒸气，CO2等为活化剂 制备的活性炭
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（二）国内外发展现状
国外活性炭生产国有美国、俄罗斯和日本 等。世界活性炭的年产量约70万吨，其中一半 以上是由美国、日本及西欧经济共同体等工业 国生产。欧美等发达国家在活性炭制造技术方 面已完成大型化、自动化、连续化、无公害化 制造体系。而且对制造新工艺的研究与活性炭 微孔结构和表面化学基团的关系研究，做到了 品种的专用化和多样化。
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2 按形状分
3 按原料分
（a）植物类原料活性炭：木材、椰壳、核 桃壳、杏核、竹材、稻草等。
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（b）矿物类原料活性炭:煤、石油焦、煤焦 油、煤沥青、石油残渣、石油沥青等。 (c)其他原料活性炭：塑料类、纸浆废液、旧 轮胎、动物骨、蔗糖、糖蜜等。
3 按制备方法分
（a）化学碳，以ZnCl2,H3PO4,KOH等为活 化剂，化学活化法制备的活性炭
以碳质前驱物为原料制备成型活性炭
原料预处理
成型
碳化、活化
后处理
产品
特点：该种方法制备的成型活性炭，骨架易遭 到破坏，难以制的高比表面积的成型活性炭。
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以粉状活性炭为原料制备成型活性炭
粉状活性炭 粘结剂
混合 压缩成型
加热处理
成型活性碳
后处理
该方法是制备高性能成型活性碳所必须的方法
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粘合剂的分类
活性炭的发展及应用
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主要内容
一、活性炭的简介 二、活性炭的制备 三、活性炭的表征 四、活性炭的应用 五、新型的碳材料
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一、活性炭的简介
活性炭是一种多孔炭材料，具有高度发达的孔 隙结构和巨大的比表面积，吸附能力强、化学 稳定性好、机械强度高、使用失效后易再生等 特点。广泛应用化学工业、食品加工、医疗卫 生、农业、国防等领域 。
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（2）表面化学性质
活性炭表面可能含有酸性、碱性、中性基团， 最常见的基团是 羧基、羟基、内酯基和酚羟 基。 常用的测定方法有：
Boehm滴定、零电荷点（PZC) 、X射线光电 子能谱(XPS)、 傅里叶变换红外光谱（FTIR ） 和热重分析。
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（3）微观结构结构 SEM和TEM。 （4）理论模型
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二、活性炭的制备
②活化机理：活化剂在高温下与碳发生氧化
还原反应，生成气体（如CO、H2）。由于碳 化物表面受到侵蚀，是碳化物的孔结构更加
发达。
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③影响因素：碳化温度（400~600℃左右）、 碳化时间（1h左右）、活化温度（800~1000 ℃ ）、活化时间（ 1h左右）、活化剂流量。
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②活化机理 （3）其他活化法：如物理-化学法，模板法等12。