活性炭知识点

 活性炭知识点

▲活性炭不溶于水及有机溶剂，能耐酸碱

▲活性炭分粉状活性炭（即颗粒直径小于0.18mm的活性炭）、颗粒活性炭（包括成型成型及不定型颗粒活性炭）及纤维状活性三类

▲原料不同活性炭分：植物类（木屑、木炭）、矿物类（煤、石油焦碳等），其它原料（纸浆废液、水解木素、废塑料等）

▲按制造方法分：气体活化法（又称物理法）活性炭、化学药品活化法活性炭及混合活化法活性炭

▲按用途可分为：气相吸附用活性炭（如溶剂回收活性炭、脱硫炭等）、液相吸附用活性炭（糖用炭、味精炭、水处理等）及催化剂或催化剂载体用活性炭

▲无定形碳沥青，沥青的密度为0.9--1.1g/cm3,其化学组成中，碳原素的含量为86%--90。

▲活性碳的孔隙分：

△大孔。大孔是孔隙半径大于100mm的孔隙，上限规定到7500mm为止，下限通常采用100--200mm。，活性炭中大孔部分的比孔容积通常为0.2～0.8cm3/g，比表面积为0.5～2m2/g

△过渡孔。活性炭中过渡空孔的比孔容积通常为0.02cm3/g～0.10cm3/g，比表面积不超过总表面积的5%。但是用特殊方法制造出来的过渡孔发达的活性炭，其比孔容积可达0.3～0.9cm3/g，比表面积可达到200m2/g以上

△微孔。活性炭中微孔部分的比孔容积约为0.20～0.90cm3/g，比表面积有时高达总表面积的95%以上。

▲在液相吸附中，过渡孔是分子比较大的吸附质的吸附场所。有时有色成分的分子大小在3nm以上，

▲在气相吸附中，特别是吸附微量的低浓度物质时，微孔起着重要作用

▲活性炭孔隙性能的表示方法

△活性炭的孔隙性能，通常用密度、比孔容积、孔隙率、比表面积、平均孔径及孔径分布等指标表示

▲密度。密度表示单位体积物质所具有的质量。液态物质和固态物质的密度，在数值上等于其比重

△活性炭的堆积密度为0.38～0.50g/cm3

▲活性炭的密度可以用汞置换法可以测定其数值一般为0.55～0.9g/cm3

▲真密度有时称作真比重。活性炭的真密度通常用氦气吸附法测定，其数值通常为1.9～2.2g/cm3

▲比孔容积。比孔容积表示单位的活性炭颗粒内部所具有孔隙的总体积。cm3/g

▲孔隙率。孔隙率表示活性炭颗粒内部所有孔隙的总体积占颗粒本身体积的比率

▲比表面积。质量上一克的活性炭中所含有的颗粒外表面积与颗粒内部孔隙的内表面积的总和，称作该种活性炭的比表面积。活性炭比表面积大小随原料及活化时的工艺条件而异，通常在500～1500m2/g的范围内。用特种方法制造的活性炭比表面积可以高达2500m2/g以上。

▲平均孔隙半径。当制造条件相同时，平均孔隙半径大的活性炭的孔径分布偏向孔径大的一侧，适用于液相吸附及大分子物质的吸附；平均孔隙半径小的活性炭的孔径分布偏向孔径小的一侧，适用于气相吸附及小分子物质的吸附。

▲孔径分布。测定活性炭的孔径分布时，通常是使用压汞法测定半径大于10nm部分孔隙；用氮气吸附法测定半径为2～30nm部分的孔隙；再X射线小角散射法等测定出半径小于2nm部分。

▲用氯化锌法生产的活性炭，氧和氮的含量通常比水蒸汽法活性炭多。氧和氮两种元素通常在活性炭的表面形成表面化和物，从而对活性炭的吸附性能造成一定的影响。

▲活性炭物理吸附和化学吸附。通过分子间引力形成的吸附叫物理吸附；依靠化学键完成的吸附叫做化学吸附。

▲活性炭对气相中许多物质的吸附属于物理吸附；对液相中某些物质的吸附也属于物理吸附。当吸附时的条件如温度或吸附质的浓度发生变化时，原来的平衡状态就被破坏，并在新的条件下达到新的平衡状态。活性炭在室温下吸附氮气。

▲物理吸附在温度升高时吸附量通常下降，当温度比吸附质沸点高的多时不发生吸附。

▲物理吸附的吸附速度很快，并且吸附速度几乎与温度无关，化学吸附的速度在很大范围内随吸附时的温度而变化，并且，常常随着温度的升高而增加。

▲吸附是放热过程，脱附是吸热过程。

▲以活性炭用于烟气脱硫为例。烟道气中的二氧化硫首先通过活性炭的催化作用而氧气，再与水结合生成硫酸，与通常的气相催化反应不同的是，反应产物硫酸集聚并保持在活性炭的孔隙中，并且还不显著地妨碍催化作用。

▲活性炭的主要特点