煤质活性炭:以褐煤、泥煤、烟煤、无烟煤 石油类活性炭:以沥青等为原料炭。
含碳的有机废料和农业副产品,例如稻壳、稻草、甘蔗渣、 纸浆废液、塑料、合成树脂等
致木炭于1794年在英国精制糖厂中首次获得工业应用。 1913年用氯化锌活化法生产出防毒面具用的粒状活性炭。
20年代初期在欧洲,活性炭的用途已扩大到矿物油、 植物油和化学药品的精制。
1926年以后,活性炭制法研究集中在荷兰,而理论方 面研究集中在德国。
第三阶段:形成新的孔隙。微晶表面C原子的烧失是不均匀的,同炭层平 行方向的烧失速率高于垂直方向,微晶边角和缺陷位置的C原子即活性 位更易与活化气体反应。同时,随着活化反应的不断进行,新的活性位 暴露于微晶表面,于是这些新的活性点又能同活化气体进行反应。微晶 表面的这种不均匀的燃烧不断地导致新孔隙的形成。
1943年美国匹斯堡活性炭公司(现在的Calgoh公司) 首次采用烟煤压块、水蒸气活化工艺制造军用活性 炭。
为保护环境和节省能源,活性炭用途已扩大 到空气净化、废水处理、香烟滤嘴、制糖等 方面。
原料来源转向煤、石油。目前其中以煤为原 料加工制成的活性炭占60%以上。
活性炭(AC: activated carbon)是由含碳材料制成 的外观呈黑色,内部孔隙结构发达、表面积大,吸 附能力强的一类微晶质碳素材料。
0.175mm的活性炭通称粉状活性炭或粉状炭。 粉状活性炭Biblioteka Baidu非常微细的粉末,绝大部分可通
过200 目筛网(74μm) ,大部分可通过325目筛网 (43μm) ,粉的尺寸在1~150μm之间(平均约40μm)。
通常,炭粉越细,表面积大,吸附能力大, 它对杂质的吸附速度越大。某些应用场合活性炭 产品进行高度的破碎和筛选,得到微细的粉末。
然后在回转炉中隔绝空气加热~600-700℃,由于 氯化锌的脱水作用,原料里的氢和氧主要以水蒸 气的形式放出,形成多孔性结构发达的炭。
1929年以后,在美国开始把粉状活性炭用于水处理(每 年2000-3000 t)。这时原料使用相当广泛,扩展到用 果壳、核、泥煤等。活化方法也多种多样,理论研究 进一步深化。
第一阶段:开放原来的闭塞孔。即高温下,活化气体首先与无序碳原子及 杂原子发生反应,将炭化时已经形成但却被无序的碳原子及杂原子所堵 塞的孔隙打开,将基本微晶表面暴露出来。
第二阶段:扩大原有孔隙。在此阶段,暴露出来的基本微晶表面上的C原 子与活化气体发生氧化反应被烧失,使得打开的孔隙不断扩大、贯通及 向纵深发展。
绝大多数吸附理论均认为吸附过程发生在吸附剂表 面。但是,对有些微孔介质(如活性炭等),其孔径尺寸 与被吸附分子的大小相当,吸附则可能发生在吸附剂 的内部空间,即吸附是对微孔容积的填充而不是表面 覆盖。
采用水蒸气、烟道气(主要成分为C02)、空气等含氧气体或混合 气体作为活化剂。
致.活化阶段:900℃下暴露于氧化性气体介质中,除去被吸 附质,使被堵塞的细孔开放;并使细孔和通路扩大。
“炭”: 表示由碳元素组成的某种物质—木炭、 活性炭、焦炭、炭黑等。 炭是黑炭类的统称:
长沙马王堆出土的汉墓木椁用木炭来吸潮、防腐, 明朝李时珍在《木草纲目》中记述果核烧炭可治疗腹泻和肠
不同的原料不同制备方法的组合可以对活性炭 的孔隙结构进行调控,从而制取许多性能不同的活 性炭。这种联合方法是许多年来及今后相当长时期 内世界各国活性炭工作者非常关注的活性炭制取方 法。