柱形多孔活性炭吸附原理
柱形多孔活性炭在制備過程中,由于活化劑(水蒸氣、氯氧化鉀,磷酸等)侵蝕清化作用、產生大量的孔隙結構,這些孔隙結構的形成,增加了活性炭的比表面積,使其具備的吸附能力,活性炭的吸附能力不但與其禮隙結構有關,還與其表面化學性質一一表面的化學官能團、表面雜原子和化合物有關,不同的表面官能團、雜原子和化合物對不同的吸附所有明顯的吸附差別。在活化過程中,活性炭的表面會形成大量的羥基,羧基、羰基等含氧表面配合物,不同種類的含氧基團是活性炭的活性位,它們能使活性炭表面呈現微弱的酸性,或性、氧化性、還原性、親木性和疏水性等,這些構成了活性炭性能的多樣性,同時影響活性炭與活性組分的結合能力,一般而言,活性炭表面含氧官能團中的酸性化合物越豐富,吸附極性化合物的效率越高,而堿性化合物較多的活性炭易吸附極性較弱的或非極性的物質。
為了增強活性炭的吸附能力,常常對其進行改性處理,通過化學氧化,還原以及負載等改性方法可使活性炭表面的化學性質發(fā)生改變,增加酸堿基團的相對含量可選擇吸附極性不同的物質,或通過增加特定的表面雜原子或化合物來增強對特定吸附質的吸附。
活性炭的特殊功能及室內應用
1.特殊功能
①利用活性炭物理吸附與化學吸附的協(xié)同作用,經過孔經調節(jié)工藝,使其具備與室內有害氣體分子大小相匹配的孔隙結構,完全吸附有害氣體而不是遮蓋或淡化氣味,從根本上清除室內污染,
②活性炭能夠對室內所有有害氣體分子進行吸附,同時具有調節(jié)催化等性能,能夠有效地吸附形成空氣中各種有害氣體與氣味的苯系物、鹵代烷烴,醛、酮、酸等有機物成分及空氣中的浮游細菌,殺滅霉菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、膿菌等致病菌,抑制流行性病原的傳播,具有去毒、吸味、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能,如表6-11所示。
③室內環(huán)保指出:裝飾裝修所造成的室內污染,其污染源揮發(fā)甲醛、苯、甲苯、氨氣、氧等是一個緩慢釋放過程,甚至將會持續(xù)3~15年,開窗通風法、化學噴除法、花卉去除法等只是迅速遮蓋或驅散已揮發(fā)的有害氣體,而不能根本去除緩慢釋放的有害氣體,而活性炭的吸附過程是一個長效穩(wěn)定過程,基本與有害氣體的釋放過程相吻合,從而達到完全去除的效果。
①活性炭是選用綠色環(huán)保的果殼為原料,在加工時沒有添加任何化學成分,對人體副作用,同時又可避免噴劑等對家具造成的褪色、潮濕等。
柱形多孔負載型活性炭催化劑的應用技術
活性炭負載酸催化劑及其應用
采用活性炭負載酸作為催化劑,具有催化活性高、選擇性好、操作方便、設備腐蝕少和環(huán)境污染小等優(yōu)點。活性炭負載酸催化劑可在酯化等反應中廣泛應用。
活性炭負載對甲苯磺酸催化劑的制備可采用以下過程:用10%的稀硝酸淋洗400~600目的活性炭,再水洗至中性,蒸餾水浸泡后再用去離子水回流2h,減壓過濾,150℃下干燥3h,將所得干凈的活性炭與一定濃度的對甲苯磺酸(TsOH)溶液回流吸附12h,減壓過濾后晾干,后在(120±2)℃下活化 2h,就可得到一系列不同固載量的催化劑TsOH/C.
乙酸乙酯是化工、醫(yī)藥生產的基本原料,也是重要的染料、香料中間體,傳統(tǒng)的制備方法是乙酸與乙醇在濃硫酸催化下酯化而成。該酯化工藝雖然速度快,但酯收率低(70%~80%),而且反應后處理工序復雜,有“三廢”污染,且濃硫酸在工業(yè)生產中不僅腐蝕設備,還會引起副反應,如醇的脫水、聚合等。為提高酯收率,避免對設備的腐蝕,可用對甲苯磺酸代替濃硫酸制備乙酸乙酯,但因對甲苯磺酸在反應中易隨乙酸乙酯流失,使得催化成本大為提高,且該工藝的后處理仍十分復雜。研究表明,與非固載型對甲苯磺酸工藝相比,采用廉價易得的活性炭負載對甲苯磺酸作為催化劑具有催化劑用量少、使用壽命長、酯收率高、反應后處理工序簡單、不污染環(huán)境、不腐蝕設備、酯化反應既可間歇操作又可連續(xù)操作等優(yōu)點,因此逐漸受到廣泛關注。劉紅梅[以活性炭為載體,通過浸漬法制備了活性炭負載對甲苯磺酸催化劑,發(fā)現其對合成三乙酸甘油酯的催化效果優(yōu)于常用的酯化催化劑,收率大于92%,比以硫酸為催化劑收率高15%,比以對甲苯磺酸為催化劑收率高10%,。
山東臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經不斷發(fā)展,現已成為一家綜合性濾料廠家,產品有:各種型號用途活性炭,廣泛應用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過濾、電廠水預處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠,是一家從事活性炭生產20年的生產廠家,產品20多個型號,覆蓋不同領域的活性炭使用環(huán)境,產品營銷全國,質量穩(wěn)定如一,初心不改,一切為環(huán)保事業(yè)做出應有的貢獻,始終將青山綠水作為自己產品質量的要求。
地址:山東臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村
由柱形多孔活性炭有特異的表面含氧化合物或絡合物的存在,對多種反應具有催化劑的活性,例如使氯氣和一氧化碳生成光氣。
由于柱形多孔活性炭和載持物之間會形成絡合物,這種絡合物催化劑使催化活性大增,例如載持鈀鹽的活性炭,即使沒有銅鹽的催化劑存在,烯烴的氧化反應也能催化進行,而且速度快、選擇性高。
由于柱形多孔活性炭具有發(fā)達的細孔結構、的內表面積和很好的耐熱性、耐酸性、耐堿性,可作為催化劑的載體。例如,有機化學中加氫、脫氫環(huán)化、異構化等的反應中,活性炭是鉑、鈀催化劑的優(yōu)良載體?!?br />
機械特性
⑴粒度:采用一套標準篩篩分法,求出留在和通過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。
這些機械性質直接影響活性炭應用,例如:密度影響容器大??;粉炭粗細影響過濾;粒炭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。
化學特性
柱形多孔活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學吸附?;钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結構,又取決于化學組成。
活性炭不僅含碳,而且含少量的化學結合、功能團開工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類、內酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡合物,有些來自原料的衍生物,有些是在活化時、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質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。
這些灰分含量可經水洗或酸洗的處理而降低。
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