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活性炭各種指標詳解

作者 凯时最新网站_官方网站中文版 浏覽 發布時間 2019-01-26

  活性炭孔隙結構詳解

  每每一克活性炭就可具有超過500㎡的表面積,達到1500㎡的表面積都是非常常見的。活性炭中的碳氣凝膠雖然更加昂貴,但它具有更高的表面積,並且它一般都應用于許多的特殊領域。

  当凯时最新网站在电子显微镜下,可以清楚的看出活性炭的高表面积结构。单个粒子是很复杂的,有不同的孔隙度;它可能存在许多区域,其中石墨类材料的平坦表面彼此平行的地方,彼此分开仅几纳米左右就许多的孔隙。这些微孔实现了吸附效果发生的极好条件,因为吸附材料可以同时与许多表面相互作用。吸附行为的测试通常在77K的高真空下用氮气进行,但是在日常条件下,活性炭通过从其环境吸附从100℃(212°F)的蒸汽中吸收液体水完全能够产生等同物,和大气的1 / 10,000的压力。

  詹姆斯·杜瓦,這位科學家就是杜瓦(真空瓶)命名,花了很多時間研究活性炭和發表了一篇關于對氣體的吸附能力。在這篇文章中,他發現冷卻到液氮溫度下碳可以吸附大量的空氣,然而大量的人只能回憶起碳重新加熱和椰碳比的影響。他以氧氣爲例,其中活性炭通常吸附在標准條件下的大氣濃度(21%),但如果碳首先冷卻到低溫,則釋放出超過80%的氧氣。

  物理上,活性炭結合材料由範德瓦爾斯力或倫敦色散力。

  活性炭不能與某些化學品很好地結合,其中包括醇,二醇,強酸和堿,金屬和大多數的無機物,如锂,鈉,鐵,鉛,砷,氟和硼酸。

  活性炭有很好地吸附碘值。碘容量,mg / g(ASTM D28标准方法试验)可用作总表面积的标识。

  一氧化碳這種氣體不能很好地被活性炭吸附。這對于把活性炭用在過濾器中用的呼吸器、通風櫥或其它氣體控制系統的那些人應該特別注意,因爲氣體不容易被對人體器官所感知到,而且會對人體造成代謝和神經性的中毒。

  活性炭可以用作各种化学品的应用的基质,以改善某些无机(和有问题的有机)化合物如硫化氢(H 2 S),氨(NH 3),甲醛(HCOH),汞(Hg)和放射性碘-131(131I)。该性质被称为化学吸附。

  活性炭碘值詳解

  许多碳原子优先吸附小分子。碘值是表征活性炭性能的最基本参数。这是一个衡量活动水平(更高的数字表示更高程度的激活需要引证),经常报道在毫克/克(典型范围500 - 1200毫克/克)。它是衡量活性炭的微孔含量(0~20?,或2 nm)的吸附的碘溶液。相当于900平方米/克至1100平方米/克的碳表面积。它是液相应用的标准测量。

  碘值定義爲當殘留濾液中的碘濃度爲0.02正常值時,被一克碳吸附的碘的毫克數。基本上,碘值是孔中吸附的碘的量度,並且因此是所關注的活性炭中可用的孔體積的象征。通常,水處理碳的碘值範圍爲600至1100.通常,該參數用于確定使用中的碳的耗盡程度。然而,這種做法應謹慎看待,因爲與被吸附物的化學相互作用可能影響碘的攝取,産生錯誤的結果。因此,僅僅如果已顯示其不具有與被吸附物的化學相互作用,並且如果碘值和耗盡程度之間的實驗相關性,則可以推薦使用碘值作爲碳床的耗盡程度的量度已針對特定應用確定。

  活性炭糖蜜詳解

  一些碳更容易吸附大分子。糖蜜数或糖蜜效率是通过从溶液吸附糖蜜来测量活性炭的中孔含量(大于20或大于2nm)的量度。高糖蜜数表示大分子的高吸附(范围95-600)。焦糖dp(脱色性能)类似于糖蜜数。糖蜜效率以百分比(范围40%-185%)报告并且与糖蜜数(600 = 185%,425 = 85%)平行。欧洲糖蜜数(范围525-110)与北美糖蜜数成反比关系。

  糖蜜數量是衡量標准糖蜜溶液對標准化活性炭稀釋和標准化的脫色程度的量度。由于顔色體的大小,糖蜜的數量表示潛在的孔體積可用于較大的吸附物種。由于所有孔體積在特定廢水應用中可能不可用于吸附,並且由于一些吸附物可能進入較小的孔,因此對于特定應用,它不是特定活性炭價值的良好量度。通常,該參數可用于評價一系列活性碳的吸附速率。給定具有用于吸附的類似孔體積的兩種活性碳,具有較高糖蜜數的活性碳通常具有較大的進料孔,導致被吸附物更有效地轉移到吸附空間中

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  活性炭單甯詳解

  單甯是大和中等尺寸分子的混合物。具有大孔和中孔組合的碳吸附單甯。碳吸附單甯的能力以百萬分之一的濃度(範圍200ppm-362ppm)報告。

  活性炭亞甲基藍詳解

  一些碳具有吸附中等尺寸分子(例如染料亚甲基蓝)的中孔(20至50或2至5nm)结构。亚甲基蓝吸附以g / 100g(范围11-28g / 100g)表示。

  活性炭脫氯詳解

  基于脫氯半衰期長度來評價一些碳,其測量活性炭的除氯效率。脫氯半值長度是將流動流的氯水平從5ppm降低至3.5ppm所需的碳的深度。較低的半值長度表示優異的性能。

  活性炭表觀密度詳解

  活性炭的固体或骨架密度通常为2.0至2.1g / cm 3(125-130磅/立方英尺)。然而,大部分活性炭样品将由颗粒之间的空气空间组成,因此实际或表观密度将更低,通常为0.4至0.5g / cm 3(25-31磅/立方英尺)。

  更高的密度提供更大的體積活性,通常表示更好質量的活性炭。

  活性炭硬度/磨損數詳解

  它是活性炭耐磨耗性的量度。它是活性炭的重要指標,以保持其物理完整性並承受反沖洗等産生的摩擦力。根據原料和活性水平,活性炭的硬度有很大差異。

  活性炭灰分詳解

  灰分降低了活性炭的总体活性并降低了再活化的效率。金属氧化物(Fe 2 O 3)可以从活性炭中浸出,导致变色。酸/水溶性灰分含量比总灰分含量更重要。可溶性灰分含量对于鱼友可能非常重要,因为氧化铁可以促进藻类生长。具有低可溶性灰分含量的碳应用于海洋,淡水鱼和礁石罐,以避免重金属中毒和过量的植物/藻类生长。

  活性炭四氯化碳活性詳解

  通過吸附飽和四氯化碳蒸汽測量活性炭的孔隙率。

  活性炭粒度分布詳解

  活性炭的粒徑越細,表面積的通路越好,吸附動力學速率越快。在氣相系統中,這需要考慮對抗壓降,這將影響能量成本。仔細考慮粒度分布可提供顯著的操作益處。然而,在使用活性炭吸附礦物如金的情況下,粒度應在3.35-1.4毫米(0.132-0.055英寸)的範圍內。顆粒尺寸小于1mm的活性炭不適合用于洗脫(從活性炭中汽提礦物)。

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