活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述課件

活性炭吸附活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述目錄一、吸附概念三、活性炭的制備二、活性炭的簡(jiǎn)介四、活性炭的應(yīng)用活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述1.概述吸附（定義）一種物質(zhì)從一相轉(zhuǎn)移到另外一相的現(xiàn)象稱為吸附固—液界面上的吸附;固-汽界面上的吸附吸附劑：具有吸附能力的固體物質(zhì)。吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)。物質(zhì)從流體相濃縮到固體表面活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述物理吸附化學(xué)吸附作用力分子間力即范德華力化學(xué)鍵合力選擇性較差較高吸附層單層或多層單層吸附熱≤4.9kJ/mol83.7~418.7kJ/mol溫度放熱，低溫利于吸附溫度升高，吸附速度加快吸附速度快，不需活化能較慢，需要一定活化能活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述活性炭的概述活性炭是一種多孔炭材料，具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，吸附能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、使用失效后易再生等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用化學(xué)工業(yè)、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域。比表面積大，吸附能力強(qiáng)活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述

木炭活性炭活性炭的孔結(jié)構(gòu)活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述吸附原理活性炭吸附器是將水中懸浮狀態(tài)的污染物進(jìn)行截留的過(guò)程，被截留的懸浮物充塞于活性炭間的空隙。濾層孔隙尺度以及孔隙率的大小，隨活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗，可容納懸浮物的空間越大。其表現(xiàn)為過(guò)濾能力增強(qiáng)，納污能力增加，截污量增大。同時(shí)，活性炭濾層孔隙越大，水中懸浮物越能被更深地輸送至下一層活性炭濾層，在有足夠保護(hù)厚度的條件下，懸浮物可以更多地被截留，使中下層濾層更好地發(fā)揮截留作用，機(jī)組截污量增加?；钚蕴恐苽浞椒ā⒎诸?、應(yīng)用綜述吸附特性活性炭是一種很細(xì)小的炭粒，有很大的表面積，而且炭粒中還有更細(xì)小的孔——毛細(xì)管。這種毛細(xì)管具有很強(qiáng)的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與氣體（雜質(zhì)）充分接觸。活性炭經(jīng)過(guò)活化后碳晶格形成形狀和大小不一的發(fā)達(dá)細(xì)孔，大大增加比表面積，提高吸附能力。活性炭的細(xì)孔有效半徑一般為1-10000nm，小孔半徑在2nm以下，過(guò)渡孔半徑一般為2-100nm，大孔半徑為100-10000nm.小孔容積一般為0.15-0.90mL/g，過(guò)渡孔面積一般為0.02-0.10mL/g；大孔容積一般為0.2-0.5mL/g活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述機(jī)械特性⑴粒度：采用一套標(biāo)準(zhǔn)篩篩分法，求出留在和通過(guò)每只篩子的活性炭重量，表示粒度分布。⑵靜觀密度或堆密度：飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。⑶體積密度和顆粒密度：飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。⑷強(qiáng)度：即活性炭的耐破碎性。⑸耐磨性：即耐磨損或抗磨擦的性能。這些機(jī)械性質(zhì)直接影響活性炭應(yīng)用，例如：密度影響容器大小；粉炭粗細(xì)影響過(guò)濾；炭粒粒度分布影響流體阻力和壓降；破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述化學(xué)特性活性炭的吸附除了物理吸附，還有化學(xué)吸附?；钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結(jié)構(gòu)，又取決于化學(xué)組成?；钚蕴坎粌H含碳，而且含少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)開(kāi)工的氧和氫，例如羰基、羧基、酚類、內(nèi)酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡(luò)合物，有些來(lái)自原料的衍生物，有些是在活化時(shí)、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時(shí)還會(huì)生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質(zhì)集中到活性炭里成為灰分，灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類，如碳酸鹽和磷酸鹽等?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述原料來(lái)源木制顆粒炭：化學(xué)法賦活，高吸附、低密度，應(yīng)用于氣相吸附、溶劑回收、催化劑載體等領(lǐng)域。木材原料活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述原料來(lái)源木質(zhì)粉狀活性炭：化學(xué)法賦活，高吸附、低密度，應(yīng)用于氣相吸附、溶劑回收、催化劑載體等領(lǐng)域。木屑原料活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述原料來(lái)源椰殼活性炭：強(qiáng)度高，吸附性能好、灰分低、使用周期長(zhǎng)椰殼原料活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述原料來(lái)源煤質(zhì)炭：物理法賦活，應(yīng)用于水處理、氣相吸附、溶劑回收、催化劑載體等領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)煤原料活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述原料來(lái)源竹炭：除作燃料外，竹炭還可廣泛應(yīng)用于,可以運(yùn)用于農(nóng)業(yè),工業(yè),電子,軍事,醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)境保護(hù),紡織等領(lǐng)域。優(yōu)質(zhì)毛竹原料活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述外觀形狀分類從表觀上看粒度在1-150微米之間的活性炭稱之為粉狀活性炭粉狀活性炭活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述外觀形狀分類從形狀上可分為破碎狀、圓柱狀、球狀、中空微球狀等幾種，有不定型顆粒狀和擠壓成型柱狀顆粒兩種，粒度在0.5-4mm之間顆?；钚蕴炕钚蕴恐苽浞椒ā⒎诸?、應(yīng)用綜述外觀形狀分類椰殼活性炭、煤質(zhì)活性炭屬于此類?；钚蕴康耐獗砻嬉蚱扑槎哂欣饨瞧扑闋罨钚蕴炕钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述外觀形狀分類以纖維狀的物質(zhì)為原料制成的活性炭。有絲狀、布狀及氈狀幾種纖維狀活性炭活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述制備方法分類點(diǎn)擊添加文本以ZnCl2,H3PO4,KOH等為活化劑，化學(xué)活化法制備的活性炭化學(xué)法活性炭點(diǎn)擊添加文本活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述制備方法分類點(diǎn)擊添加文本以水蒸氣，CO2等為活化劑制備的活性炭物理法活性炭點(diǎn)擊添加文本活性炭制備方法、分類、應(yīng)用綜述1.水處理1活性炭處理含氰廢水

電鍍工業(yè)、焦化工業(yè)、高爐煤氣的洗滌、金銀選礦等行業(yè)都排放含氰廢水。氰化物為劇毒物質(zhì)對(duì)人類和魚(yú)類的危害極大。由于活性炭具有很大的比表面積故對(duì)含氰廢水也有較好的吸附處理效果。經(jīng)試驗(yàn)表明對(duì)于某金礦含氰廢水廢水中的總氰化物以CN-計(jì)為38990mgL當(dāng)處理水量為263mL/g活性炭時(shí)CN-吸附量為1024mgg出水CN-濃度在O5mgL以下吸附去除率達(dá)99.9。另有研究表明用3氯化銅或5硫酸銅浸泡活性炭后水洗晾干后再裝柱可提高除氰效率2倍-3倍當(dāng)控制進(jìn)水pH值在6-9之間時(shí)CN-大部分呈絡(luò)合狀態(tài)而活性炭對(duì)絡(luò)合氰化物的吸附能力比對(duì)簡(jiǎn)單氰化物的吸附能力強(qiáng)?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述1.水處理

2活性炭處理含汞廢水

在氯堿工業(yè)中以汞為陰電極制造氯氣和苛性鈉聚氯乙烯、乙醛、醋酸乙烯的合成工業(yè)均以汞作為催化劑電子儀表工業(yè)也常用到汞故這些行業(yè)均排放含汞廢水。汞對(duì)人體有嚴(yán)重的毒害作用其中甲基汞在人體腦組織內(nèi)積累侵入中樞神經(jīng)系統(tǒng)破壞神經(jīng)功能?chē)?yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡?；钚蕴磕苡行У匚綇U水中的汞一些工廠已經(jīng)采用此法處理含汞廢水但該法更適用于處理低濃度的含汞廢水。廢水含汞濃度高時(shí)可先進(jìn)行一級(jí)處理降低廢水中的汞濃度后再用活性炭吸附。將含汞量在lmgL-2mgL以下的廢水通過(guò)活性炭濾塔排出水含汞量可下降到001mgL-005mgL回收汞后活性炭可再生并重復(fù)使用?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述1.水處理3活性炭處理染料廢水紡織工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了染料生產(chǎn)的發(fā)展調(diào)查表明全世界每年生產(chǎn)的染料超過(guò)700000t，其中2%以廢水的形式直接進(jìn)入水體排出，10%在隨后的紡織染色過(guò)程中損失。染料廢水成份復(fù)雜，水質(zhì)變化大，色度深，濃度大，處理困難，水中的色度影響水生植物的光合作用從而破壞水中的生態(tài)平衡。活性炭巨大的比表面積使其能有效地去除廢水的色度。研究表明對(duì)初始濃度為30mgL的甲基橙、結(jié)晶紫、直接耐曬黑G和活性翠藍(lán)溶液在pH7、粉末活性炭的投加量為6gL、吸附時(shí)間為2Omin時(shí)4種染料的去除率均在97-99對(duì)于初始濃度為250mgL的酸性品紅、堿性品紅和活性黑B一133染料廢水當(dāng)椰殼活性炭投加量分別為08、1O和20吸附時(shí)間分別為35h、6h和17h時(shí)脫色率均超過(guò)97?；钚蕴恐苽浞椒ā⒎诸?、應(yīng)用綜述1.水處理4活性炭處理農(nóng)藥廢水

農(nóng)藥生產(chǎn)過(guò)程中步驟多原材料、合成工藝、產(chǎn)品化學(xué)結(jié)構(gòu)之間差異大生產(chǎn)過(guò)程中有大量的廢水排出農(nóng)藥廢水有機(jī)物濃度高、毒性大、可生化性差而且廢水成份復(fù)雜?；钚蕴靠捎行У貙?duì)農(nóng)藥廢水進(jìn)行吸附處理?；钚蕴窟€可以吸附除草劑廢水中含有的24一二氯酚及少量的34一二氯酚、25二氯酚和26一二氯酚?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述1.水處理

5活性炭對(duì)CrVI的吸附隨著電鍍業(yè)的迅猛發(fā)展大量的電鍍廢水對(duì)人類環(huán)境造成越來(lái)越嚴(yán)重的危害。在含鉻電鍍廢水中含有大量CrVI如不經(jīng)處理直接排放將嚴(yán)重污染人類賴以生存的環(huán)境。活性炭有非常發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積具有極強(qiáng)的物理吸附能力能有效地吸附廢水中的CrVI，同時(shí)活性炭的表面存在大量的含氧基團(tuán)如羥基一OH、羧基一COOH等它們都有靜電吸附功能對(duì)CrVI產(chǎn)生化學(xué)吸附作用完全可以用于處理電鍍廢水中的CrVI。研究表明對(duì)于pH值為4-55OmLCrVI濃度為100mg/L的廢水當(dāng)活性炭用量為2g時(shí)通過(guò)1h的振蕩吸附出水CrVI濃度為038mgL達(dá)到了污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)GB89781996中CrV1的最高允許排放濃度要求?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述2.溶劑回收近年來(lái)，隨著各種工業(yè)的發(fā)展，使用溶劑的種類也越來(lái)越多。以丙酮為首的各種溶劑，如甲苯、二甲苯等芳香族溶劑，醇類、酯類以及甲基乙基甲酮（MEK），異丁基甲基甲酮（MIBK）等溶劑，在合成纖維與合成樹(shù)脂工業(yè)、印刷業(yè)、紙加工業(yè)等領(lǐng)域中大量地使用著。同時(shí)，各種產(chǎn)業(yè)部門(mén)還大量地使用著其他各種溶劑。如氟烴類及氯烴類有機(jī)化合物，用于進(jìn)行金屬的脫脂洗滌及精密機(jī)器制造業(yè)中的基盤(pán)類洗滌；環(huán)已烯酮用于磁記錄媒體的制造；二氯甲烷用于制造攝影膠片等。防止這些溶劑在使用過(guò)程中蒸發(fā)飛散，進(jìn)行回收及無(wú)害化處理，從節(jié)約資源或者改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件、保護(hù)地球環(huán)境方面來(lái)看，是必不可少的事情?；钚蕴恐苽浞椒ā⒎诸?、應(yīng)用綜述2.溶劑回收在碳?xì)浠衔锏呐欧乓?guī)定中，有機(jī)溶劑在排氣中的濃度，大體上都是在50100ppm（體積）以下。最近，從保護(hù)全球規(guī)模的環(huán)境出發(fā)，正在研究重新認(rèn)識(shí)有害物質(zhì)與對(duì)其規(guī)定加以強(qiáng)化的問(wèn)題。有機(jī)溶劑氣體的回收裝置或者進(jìn)行無(wú)害化處理的裝置，是根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定設(shè)計(jì)制造的。在規(guī)定的各種基準(zhǔn)中，最初就有了作業(yè)環(huán)境基準(zhǔn)。它從勞動(dòng)安全的立場(chǎng)出發(fā)，規(guī)定了處理有機(jī)溶劑及有害物質(zhì)的工廠、事業(yè)場(chǎng)所，必須遵守的空氣中的有機(jī)溶劑及有害物質(zhì)濃度?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述2.溶劑回收溶劑回收用活性炭吸收排氣中所含的有機(jī)溶劑，大多數(shù)是在涂布、蒸氣及干燥等工序中揮發(fā)到空氣中的。除了不燃性的溶劑以外，由于受爆炸界限濃度的限制，通常排出時(shí)的濃度都在幾千ppm（體積）以下。由于活性炭是比較非極性的物質(zhì)，對(duì)有機(jī)質(zhì)具有很強(qiáng)的親和性；即使有水分存在，吸附值能下降的也不大；而且比較價(jià)廉等原因，它在有機(jī)溶劑類的吸附中用的很多。特別是回收溶劑中常用的成型顆?；钚蕴浚且悦?、石油、木材、椰子殼等產(chǎn)物。此外，也使用將原料炭化、破碎、成型、燒成（炭化）及水蒸氣活化，制成的粒度為25mm的產(chǎn)物。以及使用將原料炭化、破碎、篩分以后，用水蒸氣活化過(guò)、粒度為1mm以下的破碎狀活性炭?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述3.防毒面具防毒面具作為一種防御性的保護(hù)器具問(wèn)世幾十年來(lái)，不僅廣泛應(yīng)用于軍事上，而且也是我們科學(xué)實(shí)驗(yàn)在某些險(xiǎn)惡環(huán)境中從事工作的一個(gè)不可缺少的工具?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述3.防毒面具早在第一次世界大戰(zhàn)的1915年，歐洲各參戰(zhàn)國(guó)軍事力量相差無(wú)幾，使戰(zhàn)爭(zhēng)表面上處于相持狀態(tài)。德帝國(guó)主義為了在軍事上取得進(jìn)展，首先在戰(zhàn)場(chǎng)上施放了一種有毒氣體——氯氣，使英法兩國(guó)軍隊(duì)吃虧不小。為了懲罰德軍的這種行徑，英法兩國(guó)就以同樣的方法“回敬”了德軍，一時(shí)間整個(gè)歐洲戰(zhàn)場(chǎng)毒氣滾滾，一場(chǎng)化學(xué)戰(zhàn)就這樣開(kāi)始了。一戰(zhàn)時(shí)期制造的化學(xué)炸彈

*毒氣戰(zhàn)之父哈柏1915年1月德國(guó)化學(xué)家哈柏向德國(guó)參謀總部建議用有毒的氯氣來(lái)殺傷敵人。德國(guó)參謀總部采納了哈柏的建議3個(gè)月后哈柏的毒氣罐就上戰(zhàn)場(chǎng)了。在1915年4月22日哈柏興致勃勃地乘著飛機(jī)在伊普雷的上空觀察氯氣的殺傷效果。不久德軍又研制出了一種新的毒氣——光氣。光氣的殺傷力比氯氣大十倍。1917年7月德軍在伊普雷使用了被譽(yù)為“毒氣之王”的芥子氣?；钚蕴恐苽浞椒ā⒎诸?、應(yīng)用綜述3.防毒面具怎樣使自己的士兵不被毒氣傷害而更有效地消滅敵人呢？這一嚴(yán)重而又急迫的問(wèn)題擺在各國(guó)軍隊(duì)的指揮者面前。能否找到一種物質(zhì)來(lái)同時(shí)對(duì)付多種毒氣以減輕士兵的負(fù)擔(dān)而贏得戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利呢？各國(guó)化學(xué)家都在致力研究。俄國(guó)化學(xué)家謝寧斯基首先想到了制糖工業(yè)中用來(lái)吸附雜質(zhì)和色素的木炭?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述3.防毒面具他冒著生命危險(xiǎn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。他用裝有木炭的布包堵住自己的呼吸道，鉆進(jìn)充滿氯氣和光氣實(shí)驗(yàn)室，他的兩個(gè)助手屏住呼吸守候在門(mén)邊，只要聽(tīng)見(jiàn)門(mén)鈴響，說(shuō)明他們的導(dǎo)師已堅(jiān)持不住了，應(yīng)趕快搶救出來(lái)，然而鈴卻遲遲未響。就這樣，他用自己的生命做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了活性炭的防毒作用，用活性炭作吸附劑的輕型防毒面具就這樣誕生了，它的樣子雖說(shuō)不中看，可是每當(dāng)敵人施放毒氣時(shí)，俄國(guó)士兵就立即戴上它在毒氣中打退敵人的一次次沖鋒?；钚蕴恐苽浞椒?、分類、應(yīng)用綜述4.空氣凈化室外空氣的凈化很早就引起了人們注意，近30年來(lái)對(duì)室內(nèi)空氣的質(zhì)量更加重視。自從發(fā)現(xiàn)有些辦公室人員患有"辦公室綜合癥"以來(lái)，人們對(duì)室內(nèi)空氣的污染對(duì)人體健康的危害問(wèn)題更為關(guān)切。據(jù)研究，室內(nèi)空氣的污染源有:建筑材料，如磚、墻紙、油漆;燃?xì)?、燒煤等燃?油炸、熏烤類的烹任;吸煙的煙霧;某些化妝品。室內(nèi)散發(fā)出來(lái)的污染物種類很多、數(shù)量不少;美國(guó)EPA稱，揮發(fā)性有機(jī)物的濃度在室內(nèi)常比室外高出幾倍，有研究表明，空調(diào)系統(tǒng)常因換氣不佳，嚴(yán)重污染室內(nèi)空氣。19·89年加拿大修訂了室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也有學(xué)者認(rèn)為1987年世界衛(wèi)生組織規(guī)定的大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可適用于室內(nèi)。空氣污染的冶理可選用活性炭吸附法、催化法、燃燒法、冷凝法，其中應(yīng)用活性炭吸附法或催化法很普遍。廢氣與具有大表面積的多孔性活性炭接觸，廢氣中的污染物被吸附，使其與氣體混合物分離，而起凈化作用?；钚蕴恐苽浞椒ā⒎诸?、應(yīng)用綜述4.空氣凈化注意事項(xiàng)：1、即使有再好的空氣凈化活性炭產(chǎn)品，人在封閉的室內(nèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也易導(dǎo)致一些病癥。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，要時(shí)常注意開(kāi)窗通風(fēng)，平時(shí)多注意鍛煉身體。2、吸附劑的用量，原理上是越多越好，使用量越大吸附的有害氣體就越多,特別是家里有老人或孕婦兒童更要多用！但應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)方面考慮最適合的空氣凈化炭用量。3、甲醛的排放隨溫度和濕度的上升而增加。遇到潮濕悶熱天氣，即使用了活性炭，室內(nèi)的甲醛濃度此時(shí)也