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木质粉状活性炭的孔隙结构有何特点

文章出处:人气:63发表时间:2018-9-3 10:58:50

木质粉状活性炭的孔隙结构有何特点是什么?

木质粉状活性炭的孔隙结构有何特点,活性炭的微晶结构决定了木质粉状活性炭的发达的微细孔构造。这些微细孔是在活化过程中,清除了填塞在微晶间空隙中的碳化合物和非有机成分的碳及微晶构造中部分碳所产生的空隙。其形状有毛细管状、两个平面间裂口、尖削的裂缝(v形)及进口缩小的墨水瓶形等。

为了便于计算,通常不管实际的细孔形状如何,而简化为圆柱形或墨水瓶形。木质粉状活性炭的孔隙大小分布很宽,从10nm至1万nm以上,一般按细孔半径的大小分为微孔、过渡孔(中孔)和大(粗)孔三个组分:微孔半径为2nm以下,过渡孔半径为2-100nm,大孔半径为100-2000nm。

木质粉状活性炭

木质粉状活性炭不同孔隙的作用

(1)微孔的有效半径是相当小的,与被吸附分子相当。微孔的容积为0.20-0.6cm3/g,约占活性炭总比表面积的90%以上,即数百m2/g,甚至超过1000m2/g。吸附作用主要靠它。

(2)过渡孔的有效半径要比被吸附分子大得多,一般活性炭过渡孔可以分布在4.0-20nm。它的容积在0.02-0.10cm3/g,占总比表面积的5%,一般在20-70m2/g。它的作用是捕捉有机蒸汽,为吸附物分子进微孔的通道,用来吸附大分子物质,常用于溶液的脱色。化学法制得活性炭的过渡孔容积可达0.7cm3/g,它的表面积达200-450m2/g。

(3)大孔活性炭的大孔容积通常在0.2-0.8cm3/g,它的比表面积只0.5-2m2/g。比表面的数值这样小,表明它在吸附中不会起明显作用,一般都不希望有,因它会降低活性炭的充填比重和强度。但是,这些大孔起着输送渠道的作用,当活性炭用作催化剂载体时,较大的孔隙作为催化剂沉积的场所可能是有用的。

木质粉状活性炭物理吸附和化学吸附特征:

木质粉状活性炭物理吸附是吸附质与吸附剂之间的分子引力产生的吸附,其特征为:

(1)无化学反应发生,低温就能进行。

(2)吸附时表面能降低,所以是放热反应,一般吸附每摩尔放出的热量小于20.9kj。

(3)由于热运动,吸附质在吸附剂表面可以自由转移,因此较易解吸。

(4)吸附选择性较差,对于各种物质来说,只不过是分子间力的大小有所不同。分子引力随分子量增大而增加。对同一系化合物,吸附随分子量增大而增大,这称为traube规则。

(5)物理吸附可以是单层吸附,也可以是多层吸附。木质粉状活性炭化学吸附是吸附质与吸附剂之间由于化学键力发生了化学作用,使得化学性质改变。锌粒吸附水中汞形成锌汞齐合金。

化学吸附的特征为:

(1)吸附热大,相当于化学键的能量,即化学反应热。

(2)化学吸附往往在高温下进行。

(3)吸附具有选择性,当化学键力大时,吸附不可逆。

(4)一般为单分子层吸附。

活性炭常常应用于吸附分子,吸附性决定应用性,而吸附性和各种炭型的孔大小分布相关。

以水蒸气活化的泥煤基、褐煤基和椰壳基粉状活性炭为例:泥煤基活性炭具有微孔和中孔,可供多种应用;褐煤基炭具中孔较多,而且还有较大的中孔,提供优良的可入性;椰壳基炭中主要是微孔,仅适用于低分子的去除。化学品活化的活性炭是非常多孔的,多在微孔和中孔范围,但是,比较水蒸气活化的活性炭、化学品活化的活性炭的孔表面是较少疏水性和较多负电荷。

以挤压型和破碎型粒状活性炭为例:泥煤基挤压型活性炭能制成各种不同孔大小分布的品种。微孔为主的品种主要用于气相应用的黄金回收。既有微孔又有中孔的品种大都用于液相应用,如水纯化中吸附小分子和大分子的杂质。破碎型煤基炭兼有微孔和中孔,可供多种目的的应用。

褐煤基或椰壳基的粒状活性炭与粉状炭一样具有相同的微孔和中孔结构。

活性炭有什么性能指标?

活性炭产品的性能指标可分为物理性能指标、化学性能指标、吸附性能指标。

三种性能指标对活性炭的选择和应用都起到非常重要的作用。主要物理性能指标有:形状、外观、比表面积、孔容积、比重、目数、粒度、耐磨强度、漂浮率等。

主要化学性能指标有:ph值、灰分、水分、着火点、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸盐、酸溶物、醇溶物、铁含量、锌含量、铅含量、砷含量、钙镁含量、重金属含量、磷酸盐等。

主要吸附性能指标有:亚甲蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值、饱和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防护时间、abs值等。

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