活性炭

城市生活污水深度处理水质回用中试研究

一 引言

强制分散活性炭对甲基橙脱色的研究

摘要：采用活性炭为吸附剂，强制分散下对偶氮染料甲基橙进行了脱色实验。比较了强制分散下不同粒径、投加量、曝气量以及甲基橙初始浓度对活性炭吸附脱色效果的影响。结果表明：强制分散活性炭对甲基橙脱色具有显著的作用。同时活性炭的粒径越小，曝气量越大，甲基橙脱色效果越好，所用的时间越短。

关键词：强制分散；活性炭；甲基橙；脱色
　　活性炭具有发达的空隙结构，巨大的比表面积，是常规水处理中最常用的吸附剂[1]。然而活性炭的吸附效果取决于活性炭的粒度和分散程度，生产中往往忽视活性炭的分散程度对吸附效果的影响，使活性炭的吸附效果得不到充分的发挥。本文采用曝气强制分散方法研究了活性炭对甲基橙溶液的脱色效果的影响。

国内外活性炭制备发展动态
摘　要:　对近年来国内外活性炭制造所采用的方法和原料进行了综述和比较。
关键词:　活性炭;制备;活化

1　前言
活性炭作为一种多孔性含碳材料,其内部具有十分发达的空隙结构和巨大的比表面积,表面具有含氧等元素的特殊功能的表面功能团,应用领域越来越宽。自20世纪初投入工业生产以来,作为吸附剂、催化剂载体等已经广泛用于电子、化工、食品加工、医疗卫生、交通能源、农业、国防等领域,特别是最近,为了防治大气污染、水质污染和恶臭等公害以保护环境,使得活性炭的生产和研究有了更快的发展。如今全世界约有50个国家生产活性炭,美国、日本、英国、德国、法国和俄罗斯等国家的发展处于领先水平。到1990年止,美国年消耗量105 491 t,并以4%~5%的年均增长率增加。日本的消耗也达75 251 t,而西欧各国活性炭年生产能力为10万t[1]。我国的活性炭工业起步于1960s年代,1970s年代的产量才1万t,进入1980s年代末产量达到4万t。近些年来我国的活性炭工业有了较大的发展,年产量达到8万t,但活性炭的质量远不及发达国家,大量高质量的活性炭还需进口[2]。
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对我国活性炭工业发展的几点思考
摘　要　对我国活性炭工业的历史和现状进行了回顾。对发展我国活性炭事业提出了若干意见和建议。
关键词　活性炭
我国的活性炭工业经过半个世纪左右的发展,无论在产品总产量、品种、质量和生产技术等方面都取得了长足的进步。到1995年活性炭年产量已突破9万t,仅次于美国(15~17万t),超过俄罗斯(前苏联8.5万t)、日本和德国(7万t)[1~4],居世界第二位,根据我国海关统计,1994年出口活性炭3.6万t,1995年出口5.3万t,超过美国和日本[3,5],居世界首位。但是与发达国家相比,我国的活性炭工业仍然存在很大差距。主要表现在:科学技术基础薄弱,生产装备落后,企业数量多且分散、生产规模小、产品品种少,劳动生产率不高[6]。同时在对外贸易中由于缺乏宏观调控处于无序状况,导致国产活性炭在国际市场的竞争乏力。为了促进我国活性炭工业的更好发展,谈几点看法与同行们共同商榷。
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活性炭催化应用:
活性炭不仅具有良好的吸附性能，而且也有重要的催化作用。活性炭的催化性能常与炭的表面大小，表面络合物以及存在的少量其他物质有关。用不同方法制成的两种炭，吸附性能可能相同，但其特定的催化能力却不同。除了活性炭直接作为催化剂外，许多情况下还要去一定的催化剂组分添加到活性炭内部孔隙中
把。在化工生产和其他工业中，活性炭作为催水剂广泛地应用于卤化、氧化、氢化、聚合、水解、分解、异构化等化学反应中，但其梢用机理许多方面尚在探讨之中。近年来活性炭作为催化剂或催化剂载体的应用，又有了新的发展。
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活性炭的基本特征
活性炭是一种多孔性含碳物质。活性炭内部具有类似石墨结晶的层状晶体结构，但活性炭与石墨的不同之处是这些排列成六角形的碳原子的平面层，各层之间按螺层结构互相平行，但又是无规则地重叠着的，堆积得相当疏松，而相互连系却十分牢固。正是这种螺层状的晶体结构，基本微晶之间才有许多形状不同大小不等的空隙。这些空隙最大的用光学显微镜可以看到，最小的与分子大小一样。因此，活性炭成为既有一定机械强度，内部孔隙又十分发达的多孔性物质，并具有巨大的内表面积(每克活性炭可达500一1500平方米)。
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活性炭的原材料
可以作为活性炭的原材料范围是很广的。主要包括植物类和矿物类两种含碳物质。
类别     原料举例
植物类   木炭，木屑，椰壳，杏壳，核桃壳，山核桃壳，油棕壳，纸浆废液
矿物类   无烟煤，烟煤，褐煤，泥煤，煤沥青石油沥青，石油焦炭
其他类   有机塑料、有机纤维，有机废料

尽管许多含硫物质都可以制成活性炭，但由于要考虑到资源供应，价格成本，活化难易，性能特性和实用价值等种种因素，并非所有含碳物质都能作为活性炭的合适原料。从目前国内外情况看，用作活性炭的主要原料仍然是煤、果壳和木林、木屑这几种。在这些原料中，椰壳是十分理想的活性炭原科，椰壳制成新型碳材料第二期的活性炭灰份低，孔隙发达，比表面积大，吸附性能和产品机械强度都好，无论是装填防毒面具，还是各种气相或液相应用，椰壳活性炭都是优质高级的炭吸附剂。但是由于椰壳资源受到限制，产品价格高等因素，因此生产数量有限，不能更广泛地应用。而目前用量较大的粒状活性炭原料是煤，因为煤的品种多、资源丰富，煤质稳定，产品性能好，成本也比较低。因此煤制活性炭特别是粒状炭得到了迅速的发展，应用量也很大。

活性炭的种类
因为不同的原材料、不同形状或不同用途的活性炭，其制造过程和采用的设备都是各不相同的。而产品的孔隙结构和表面特性也是有所差别。活性炭的种类可以用几种方法来划分.
(1)按活性炭的外形分为粉状和粒状两大类
近几年来还出现了纤维状活性炭，但尚未大量生产和应用。粉状活性炭主要用于液相，包括制糖、医药等工业的脱色、精制和净化水等。粉状活性炭从孔隙结构来讲，是大孔特别是中孔较发达的炭，其所含的微孔容积较小。粒状活性炭又可分为柱状炭、球形炭、无定形炭等，粒状活性炭在气相或液相中均可应用。粒状活性炭又可根据需要分成一定粒径、或一定筛目范围的大小不同的颗粒。
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氯化锌法制备木质素活性炭的研究

摘要　
[目的]优化氯化锌制备高性能活性炭的操作参数。
[方法]以从棉浆黑液中提取的酸析木质素为原料,采用氯化锌活化法制备木质素活性炭,并以得率和碘吸附值为考察指标,选择氯化锌浓度等4个因素进行正交试验,确定最佳工艺条件。
[结果]4因素对氯化锌制备活性炭的影响依次为:陈放温度>陈放时间>浸渍比>氯化锌浓度;最佳工艺条件为:陈放时间12 h、陈放温度120℃、浸渍比1∶3、氯化锌溶液浓度40%、活化温度600℃、活化时间70 min、升温速率10℃/min;制备的活性炭得率为46.39%、碘吸附值839.68mg/g、亚甲基蓝吸附值5.5ml/0.1g、A法焦糖脱色率120%、水分4.81%、灰分5.29%。
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