柱狀活性炭按材質(zhì)分為木質(zhì)柱狀活性炭和煤質(zhì)柱狀活性炭?jī)煞N。木質(zhì)炭以椰殼、果殼和木屑為原料,經(jīng)粉碎、混合、擠壓成型、炭化和活化等工藝生產(chǎn)而成。煤質(zhì)柱狀活性炭選用無(wú)煙煤為原料,采用工藝精制而成。兩者都具有良好的吸附性能。
一、制備方法
木質(zhì)柱狀活性炭的制備方法主要有物理法、化學(xué)法和物理-化學(xué)法三種。
物理法是以木材為原料,通過(guò)碳化、氧化和活化等制備而成。
其中碳化是將木材在高溫下加熱,使其發(fā)生熱分解,生成生物質(zhì)炭;氧化是將生物質(zhì)炭在氧氣中加熱,使其發(fā)生氧化反應(yīng),生成氧化炭;活化是將氧化炭在高溫下與活性劑接觸,使其表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成活性炭。
化學(xué)法是將木材的主要成分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行化學(xué)改性,在一定溫度下進(jìn)行熱解,生成活性炭。
物理-化學(xué)法是將物理法和化學(xué)法相結(jié)合,行碳化或熱解,然后在一定溫度下進(jìn)行活化。
二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
木質(zhì)柱狀活性炭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要與其制備方法和原料有關(guān)。
木質(zhì)柱狀活性炭的比表面積較大,通常在1500-2500 m2/g之間。
其孔徑大小分布范圍廣,包括微孔、介孔和大孔,其中微孔是活性炭的主要組成部分。
微孔的直徑一般在2-20 nm之間,介孔的直徑在20-50 nm之間,大孔的直徑大于50 nm。
木質(zhì)柱狀活性炭的孔結(jié)構(gòu)可以通過(guò)活化劑種類、濃度、溫度、時(shí)間等因素進(jìn)行調(diào)控。
三、吸附性能
木質(zhì)柱狀活性炭的吸附性能主要表現(xiàn)在對(duì)有機(jī)污染物和重金屬離子的吸附上。
由于其孔徑大小分布范圍廣,孔徑大小適中,表面活性位點(diǎn)豐富,因此其對(duì)于有機(jī)污染物的吸附能力較強(qiáng)。
同時(shí),由于木質(zhì)柱狀活性炭具有很高的比表面積和孔容量,因此對(duì)于重金屬離子的吸附能力也較強(qiáng)。
此外,木質(zhì)柱狀活性炭的吸附性能還與其表面性質(zhì)、孔結(jié)構(gòu)、孔徑大小、溶液pH值等因素有關(guān)。
四、應(yīng)用前景
木質(zhì)柱狀活性炭具有廣泛的應(yīng)用前景。
在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域,它可以用于水處理、廢氣處理、土壤修復(fù)等方面。
在水處理領(lǐng)域,它可以用于去除有機(jī)物質(zhì)、重金屬離子、藥物殘留等污染物。
在廢氣處理領(lǐng)域,它可以用于去除VOCs、汞等有害氣體。
技術(shù)指標(biāo)
分析項(xiàng)目 | 測(cè)試數(shù)據(jù) | 分析項(xiàng)目 | 測(cè)試數(shù)據(jù) |
碘值 | >1000mg/g | 強(qiáng)度 | >92% |
比表面積 | >850m2/g | 亞甲蘭值 | 120-150mg/g |
總孔容積 | >0.8cm3/g | 余氯吸附率 | ≥85% |
充填密度 | 0.35-0.55g/cm3 | 規(guī)格(直徑) | 1.5-8MM |
指標(biāo)參數(shù)
項(xiàng)目 | 指標(biāo)參數(shù) |
粒度(mm) | φ1.5-9.0mm |
碘吸附值(mg/g) | 800-1200 |
PH值 | 7-11 |
水分(%) | 6 |
灰分(%) | 10 |
裝填密度(g/l) | 450-650 |
四氯化碳(%) | 40-90 |
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