联系电话 0563-4750968
最新公告：
活性炭化学组成 元素组成 活性炭吸附特性不仅和它的孔结构有 关，而且与它的化学组成也有密切关系。活 性炭所含主要元素是碳，一般含量在90%-95% 左右。氧和氢大部分是以化学键和碳原子相 结合形成有机官能团，氧含量为4%-5%，氢 含量在1%-2%左右。 活性炭的表面官能团 在制备活性炭的活化反应中，微孔进一步扩大形成了许多大小不同的孔隙，孔隙表面一部分被烧掉，化学结构出现了缺陷或不完整，此外由于灰分及其他杂原子的存在，使活性炭的基本结构产生缺陷和不饱和键，使氧和其他杂原子吸附于这些缺陷上与层面和边缘上的碳反应形成的各种键，以至形成各种表面功能基团，因而使活性炭产生了各种各样的吸附性能。 活性炭的表面官能团 对活性炭的吸附性质产生重要影响的化学基团主要是含氧官能团和含氮官能团。 Boehm等又把活性炭的表面官能团分成三组：酸性、碱性和中性。酸基团为羧基（－COOH）、羟基（-OH）和羰基（-C＝O）；碱性基团为-CH2或-CHR基；-CH2或-CHR基能与强酸和氧反应；中性基团为醌型羰基。 Boehm滴定法 采用Boehm滴定法，可以对活性炭的表面含氧官能团进行定量分析。一般认为NaHCO3仅中和炭表面的羧基，Na2CO3可中和炭表面的羧基和内酯基，而NaOH可中和炭表面的羧基、内酯基和酚羟基。根据碱的消耗量的不同，可以计算出相应官能团的量。 泽塔电位 X射线光电子能谱 XPS（X-ray photoelectron spectroscopy) 是一种有效的检测表面化学结构的分析手段。 光电效应 价电子、内层电子结合能 X射线光电子能谱 X射线光电子能谱 傅立叶红外变换光谱 FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy) 程序升温脱附 Temperature programmed desorption (TPD) 活性炭的性能检测 物理性能检测 水分、灰分、挥发份、固定碳、强度（耐磨、抗碎）等。 强度 旋转、打击组合 耐磨、抗碎 ％ 装填密度 100ml量筒 g/cm3 漂浮率 液相漂浮 % 活性炭的性能检测 吸附性能检测 碘值 微孔的表征 生产中应用最广 mg/g 亚甲基蓝 中孔的表征 分光光度计 mg/g 四氯化碳吸附率 气相吸附能力 ％ 一定温度条件下，一定四氯化碳蒸汽浓度通过活性炭床层，60min/15min 饱和 此外，水容量、苯酚、饱和硫容量、穿透硫容量、防护时间等。 分子探针－模型化合物 活性炭的性能检测 化学性能检测 工业分析 元素分析 有害杂质 pH值、水溶物含量、酸溶铁、重金属、微量元素等 其它 活性炭的制备－原材料选择 制备活性炭的原材料非常广泛，主要可分为三大类：植物类、矿物类和树脂类。植物类原材料有：木材、果壳、农业废弃物等；矿物类原材料有：煤、石油焦等；树脂类原料主要有：酚醛树脂等。对煤焦油、废旧轮胎等工业废弃物进行适当处理也可以生产出具有一定吸附能力的活性炭，还可以解决城市中部分废弃物的处理问题，具有重要环保意义，并能创造出一定的经济效益 活性炭的制备－制备方法 活性炭的制备－炭化 炭化可以去除小分子有机物及挥发分，得到适宜于活化的初始孔隙和具有一定机械强度的炭化料。炭化实质是原材料中有机物的热解过程，包括热分解反应和缩聚反应。 F.Rodriguez-Reinoso 认为，植物类原材料(如椰壳、橄榄核等)的炭化过程可大致分为三个阶段： ①在300 K -470 K温度范围内脱水； ② 470 K-770 K时初步热解，大部分气体和焦油挥发出来，形成基本 炭框架； ③770 K-1120 K时炭架结构强化，并有微小失重。随着炭化温度升 高，烧失率显著增加，同时颗粒也在收缩，炭化料堆密度略有降低 。 活性炭的制备－活化 物理活化法 用合适的氧化性气体（水蒸气、二氧化碳、氧气或空气）对炭化物进行活化处理，通过开孔、扩孔和创造新孔，形成发达的孔隙结构。一般活化过程中发生如下反应： C+H2O=H2+CO（△H=117KJ/mol） C+CO2=2CO（△H=159KJ/mol） 通过上述两反应消耗碳原子，从而创造出丰富的微孔。 活性炭的制备－活化 物理活化的影响因素 活性炭的孔隙率除了与制备活性炭的原材料性质有关外，还与炭化、活化条件（如炭化温度、炭化时间、活化温度、活化时间、等）有着密切的关系。 利用物理活化法制备HSSAAC时往往添加催化剂进行催化活化。如日本专利采用过度金属化合物作催化剂，不仅减少了反应时间，而且获得了比表面积达到2000～2500m2/g的HSSAAC。有代表性的过渡金属化合物有Fe(NO3)3、Fe(OH)3、FeBr3、Fe2(SO4)3、Fe2O3、Ni(NO2)2、Co(NO2)2等。 活性炭的制备－活化 化学活化法 化学活化法就是将化学药品加入原料中，然后在惰性气体的保护下进行加热，同时进行炭化和活化的一种方法。 常用的活化剂有碱金属、碱土金属的氢氧化物，无机盐类以及一些酸类，目前应用较多、较成熟的化学活化剂有KOH、NaOH、ZnCl2、CaCl2、H3PO4等，其中以KOH作为活化剂制得的活性炭吸附性能最优异 。 活性炭的制备－活化 KOH的活化机理 立本英机曾研究过KOH与石油焦的混合物加热升温时所产生的气体组成，所得结果如图所示。 300℃左右开始产生大量的水蒸气 400℃左右时，气体产物中开始出现氢气和甲烷，大于500℃时，才出现少量CO与CO2，这一点与水蒸气活化时气体产物的组成中存在大量CO和CO2是大不相同的。 活性炭的制备－活化 理论分析表明发生的主要反应有： 2KOH→K2O+H2O 脱水反应 C+H2O→H2+CO 水煤气反应 CO+H2O→H2+CO2 水煤气转移反应 K2O+CO2→K2CO3 转变为碳酸盐 K2O+H2→2K+H2O 生成金属钾 K2O+C→2K+CO 生成金属钾 气体产物中主要成分是H2，仅观察到极少量的CO、CO2、CH4及焦油状的物质。活化过程中选择性反应消耗掉的碳主要生成了K2CO3，选择性反应的结果使产物具有发达的孔隙结构和很大的比表面积。 活性炭的制备－活化 当温度上升到800℃左右时，反应体系中 出现金属钾蒸汽（金属钾的沸点为762℃）， 这是由于高温下，K2O被H2或碳还原的结 果。显然金属钾的蒸汽不断的挤入已生成的 微孔和石墨微晶的层间还会继续对活性炭起 催化活化作用。 活性炭的制备－活化 活化过程中，活化剂首先会选择原料煤中非碳原子（灰分）和一些活性较强的无序碳进行反应，形成初步的微孔结构。随着活化的进行，除了生成新的微孔以外，KOH还可通过刻蚀已形成的微孔壁上的碳原子而起到扩孔作用。因而孔径分布逐渐变宽，孔容增大。 活性炭的制备－活化 物理-化学联合活化法 物理-化学联合活化法就是将物理活化中的气体和化学活化中的化学物质相结合共同对炭材料进行活化，使炭材料具有发达孔隙结构的方法，这种方法可以得到性能较高的活性炭材料。采用物理-化学联合活化法可以制备具有较高中孔率的HSSAAC。 化学活化法活性炭的制备及其影响因素 活性炭的制备－活化剂用量 活性炭的制备－活化剂用量 活性炭的制备－活化剂用量 活性炭的制备－活化剂用量 活性炭的制备－活化温度 活性炭的制备－活化温度 活性炭的制备－活化时间 活性炭的制备－活化时间 活性炭的制备－活化剂 活性炭的制备－活化剂 活性炭的制备－活化剂 活性炭的制备－活化剂 活性炭的制备－活化剂 活性炭的制备－活化剂 影响因素小结 以煤为原料，KOH为活化剂，可以制得比表面积达4526 m2/g，孔容达2.27 cm3/g，孔径分布0-5 nm的高品质活性炭。活化剂用量、活化温度及活化时间是影响活性炭比表面积、孔结构、收率、表观密度及吸附性能的主要工艺参数。改变工艺参数，可以有效地调控活性炭的孔结构及其它物化性能； 活性炭的比表面积、孔容与活化剂用量的关系 活性炭收率、表观密度与活化剂用量的关系 528 2956 0.19 54.50 5 TACK5 508 2843 0.21 62.04 4 TACK4 486 2697 0.28 72.01 3 TACK3 328 2386 0.38 79.03 2 TACK2 50 1398 0.60 82.03 1 TACK1 Methylene blue value /mg/g Iodine value /mg/g Density /g/cm3 Yield /% Chemical ratio Sample 不同碱炭比下活性炭的收率、表观密度及吸附性能 活性炭的制备－活化剂用量 活性炭的比表面积、孔容与活化温度的关系 活性炭收率、表观密度与活化温度的关系 543 2880 0.19 59.89 1.78 3311 900 H4 532 2870 0.20 60.53 1.73 3203 850 H3 508 2843 0.21 62.04 1.66 3059 800 H2 362 2602 0.27 69.24 1.58 2843 750 H1 亚甲基蓝 / mg/g 碘值 /mg/g 密度 / g/cm3 收率 / % Vt cm3/g SBET m2/g 温度 ℃ 样品 不同活化温度下活性炭的孔结构、收率、表观密度及吸附性能 活性炭的制备－活化温度 活性炭的比表面积、孔容与活化时间的关系 活性炭的制备－活化时间 活性炭收率、表观密度与活化时间的关系 527 2865 0.19 59.59 90.13 3631 3 T4 568 3030 0.19 60.14 88.66 4526 2 T3 508 2843 0.21 62.04 63.86 3059 1 T2 494 2838 0.21 63.27 60.23 2987 0.5 T1 亚甲基蓝 / mg/g 碘值 /mg/g 密度 g/cm3 收率 / % 中孔率 ％ SBET m2/g 温度 ℃ 样品 不同活化时间下活性炭的孔结构收率、表观密度及吸附性能 不同组成的活化剂所制活性炭的N2吸附等温线 活性炭比表面积、孔容与活化剂组成的关系 不同组成的活化剂所制活性炭的孔径分布 不同组成的活化剂所制活性炭的孔径分布 活性炭收率和表观密度与活化剂组成的关系 ACK与ACN的XRD图谱 * 活性炭表面的含氧官能团 活性炭表面的含氮官能团 在体系外部加上电场时，带电的固体颗粒便向着与其电荷相反的电极方向移动(电泳)。此时，在双电层上形成了从颗粒表面开始的一至几个分子层的固定层，固定在表面上并与颗粒一起移动。处于其外侧的液体称作移动层，不固定在颗粒的表面上而停留在原处。该面定层与移动层的境界面称作滑动面；此滑动面勺远离颗粒表面的均匀的溶液本体之间的电位差，便是泽塔电位(ζ电位)。 固体表面的双电层与泽塔电位 高能X射线 原子 光电子(逃逸深度0.5-2nm) 表面的元素组成、及元素的结合形式 含氮表面官能团的xps能谱 含氮表面官能团的xps能谱 FT-IR 分子的转动态、振动态 吸附物中心 被吸附与表面间 键合性质 活性炭的特殊性：黑色、吸光 热重 热重 FT-IR MS 质谱 Mass Spectrometry 制备工艺过程： 活化 炭化 前处理 粒度、灰分 化学活化法 物理－化学活化法 物理活化法 1.高纯氮, 2.氮气减压阀, 3.气体转子流量计, 4.活化炉, 5.活化釜, 6.热电偶, 7.控温仪, 8.尾气处理装置 活性炭的制备装置 不同用量的活化剂所制活性炭的N2吸附等温线 不同用量的活化剂所制活性炭的孔径分布 *
3实验三基于hackrf和gnu radio的gmsk文本传输手册.pdf
原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者
