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活性炭?jī)?nèi)部具有晶體結(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu),活性炭表面也有一定的化學(xué)結(jié)構(gòu)?;钚蕴课叫阅懿粌H取決于活性炭的物理(孔隙)結(jié)構(gòu),而且還取決于活性炭表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)。在活性炭制備過(guò)程中,炭化階段形成的芳香片的邊緣化學(xué)鍵斷裂形成具有未成對(duì)電子的邊緣碳原子。這些邊緣碳原子具有未飽和的化學(xué)鍵,能與諸如氧、氫、氮和硫等雜環(huán)原子反應(yīng)形成不同的表面基團(tuán),這些表面基團(tuán)的存在毫無(wú)疑問(wèn)地影響到活性炭的吸附性能。X 射線研究表明,這些雜環(huán)原子與碳原子結(jié)合在芳香片的邊緣,產(chǎn)生含氧、含氫和含氮表面化合物。當(dāng)這些邊緣成為主要的吸附表面時(shí),這些表面化合物就改變了活性炭的表面特征和表面性質(zhì)。活性炭表面基團(tuán)分為酸性、堿性和中性 3 種。酸性表面官能團(tuán)有羰基、羧基、內(nèi)酯基、羥基、醚、苯酚等,可促進(jìn)活性炭對(duì)堿性物質(zhì)的吸附;堿性表面官能團(tuán)主要有吡喃酮(環(huán)酮)及其衍生物,可促進(jìn)活性炭對(duì)酸性物質(zhì)的吸附。以減少非碳成分(此過(guò)程稱為炭化),然后與氣體反應(yīng)。粉末活性炭原料
由于在活性炭制備過(guò)程中,傳統(tǒng)的爐膛加熱存在耗工、耗時(shí)且物料受熱不均的缺點(diǎn),因此微波的引入可以實(shí)現(xiàn)物料內(nèi)部均勻加熱,同時(shí)可方便地快速啟動(dòng)和停止,耗時(shí)比傳統(tǒng)工藝短得多。因此,微波輔助化學(xué)活化可以***縮短生產(chǎn)時(shí)間,從而極大地提高生產(chǎn)效率,亦可降低環(huán)境污染。通常的磷酸法、氯化鋅法和氫氧化鉀活化法均可采用微波加熱,而且研究表明微波加熱法亦可得到高性能的活性炭,尤其適用于KOH活化法制備超級(jí)電容活性炭。然而微波加熱制備活性炭仍處于實(shí)驗(yàn)階段,主要原因是設(shè)備投資大,能耗高。中牟有機(jī)活性炭批發(fā)即使是少量的活性炭,也有巨大的表面積。
各類形狀的活性炭的分類符號(hào),以形狀名稱英文單詞的首字母大寫表示,若形狀名稱首字母重復(fù),在英文單詞首字母后綴一個(gè)小寫英文字母,該字母來(lái)源于該形狀的英文單詞(輔音優(yōu)先)。對(duì)于破碎狀活性炭來(lái)講,除木質(zhì)破碎狀活性炭外,煤質(zhì)破碎狀活性炭現(xiàn)有三類,這三類破碎狀煤質(zhì)活性炭生產(chǎn)工藝不同,質(zhì)量指標(biāo)和應(yīng)用領(lǐng)域也有較大差別,為方便廠商和應(yīng)用客戶對(duì)破碎狀煤質(zhì)活性炭加以區(qū)別, 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)破碎狀活性炭的形狀命名分類符號(hào)做了如下規(guī)定:破碎狀活性炭的形狀分類符號(hào)由G和具體各類破碎狀活性炭的名稱英文單詞的首字母大寫表示在 G 后下腳標(biāo)處,共同表示,如:壓塊破碎活性炭(煤質(zhì))表示為GB [1] 。 形狀命名具體分類見(jiàn)2016年發(fā)布的中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32560-2016 《活性炭分類與命名》。
我國(guó)木質(zhì)磷酸法粉狀活性炭已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;?、自動(dòng)化和清潔化生產(chǎn),整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際**水平。ZnCl2在活化過(guò)程中使木質(zhì)纖維原料發(fā)生脫氫反應(yīng)并進(jìn)一步芳構(gòu)化,從而形成初步孔結(jié)構(gòu),水洗脫除氯化鋅后即形成孔隙結(jié)構(gòu)。此外還有學(xué)者認(rèn)為氯化鋅在炭化時(shí)形成新生炭沉積的骨架,當(dāng)其被洗去之后,炭的表面便暴露出來(lái),構(gòu)成了具有吸附力的活性炭?jī)?nèi)表面。 [2] 氯化鋅活化工藝流程與磷酸活化法工藝基本相似。氯化鋅法活性炭由于其孔徑分布相對(duì)集中、吸附力強(qiáng)等特點(diǎn),一直受到國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的青睞,需求量逐年增加。具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和豐富的表面化學(xué)基團(tuán),特異性吸附能力較強(qiáng)的炭材料的統(tǒng)稱。
活性炭是由木質(zhì)、煤質(zhì)和石油焦等含碳的原料經(jīng)熱解、活化加工制備而成,具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和豐富的表面化學(xué)基團(tuán),特異性吸附能力較強(qiáng)的炭材料的統(tǒng)稱。 [2] 通常為粉狀或粒狀具有很強(qiáng)吸附能力的多孔無(wú)定形炭。由固態(tài)碳質(zhì)物(如煤、木料、硬果殼、果核、樹(shù)脂等)在隔絕空氣條件下經(jīng)600~900℃高溫炭化,然后在400~900℃條件下用空氣、二氧化碳、水蒸氣或三者的混合氣體進(jìn)行氧化活化后獲得。活性炭的含炭量、比表面積、灰分含量及其水懸浮液的pH值皆隨活化溫度的提高而增大?;罨瘻囟扔撸瑲埩舻膿]發(fā)物質(zhì)揮發(fā)愈完全,微孔結(jié)構(gòu)愈發(fā)達(dá),比表面積和吸附活性愈大。將有機(jī)原料(果殼、煤、木材等)在隔絕空氣的條件下加熱。上街區(qū)凈化用活性炭粉末
活性炭是由木質(zhì)、煤質(zhì)和石油焦等含碳的原料經(jīng)熱解、活化加工制備而成。粉末活性炭原料
活性炭制造原材料命名的分類符號(hào)以材料名稱英文單詞的首字母大寫表示,若名稱首字母重復(fù),則在英文單詞首字母后綴一個(gè)小寫英文字母,該字母來(lái)源于材料名稱的英文單詞(輔音優(yōu)先)。制造原材料分類符號(hào)中,由于類屬于木質(zhì)活性炭的加工原材料種類較多,而各種木質(zhì)原材料制造后的活性炭性能有一定的區(qū)別,因此,將木質(zhì)活性炭的制造的原材料細(xì)分為四類:木屑類活性炭、果殼類活性炭、椰殼類活性炭、生物質(zhì)類活性炭。這四類木質(zhì)活性炭的分類符號(hào),用原材料分類符號(hào)(W)和其具體的原料(木屑、果殼、椰殼、生物質(zhì))英文單詞的首字母大寫用下腳標(biāo)標(biāo)注共同表示。 其分類符號(hào)詳見(jiàn)2016年發(fā)布的中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32560-2016 《活性炭分類與命名》。粉末活性炭原料
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