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活性炭各種指標詳解

作者 凯时会员登录淨水 瀏覽 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㎡的表麵積,達到1500㎡的表麵積都是非常常見的。活性炭中的碳氣凝膠雖然更加昂貴,但它具有更高的表麵積,並且它一般都應用於許多的特殊領域。

  當凯时会员登录在電子顯微鏡下,可以清楚的看出活性炭的高表麵積結構。單個粒子是很複雜的,有不同的孔隙度;它可能存在許多區域,其中石墨類材料的平坦表麵彼此平行的地方,彼此分開僅幾納米左右就許多的孔隙。這些微孔實現了吸附效果發生的極好條件,因為吸附材料可以同時與許多表麵相互作用。吸附行為的測試通常在77K的高真空下用氮氣進行,但是在日常條件下,活性炭通過從其環境吸附從100℃(212°F)的蒸汽中吸收液體水完全能夠產生等同物,和大氣的1 / 10,000的壓力。

  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於對氣體的吸附能力。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,然而大量的人隻能回憶起碳重新加熱和椰碳比的影響。他以氧氣為例,其中活性炭通常吸附在標準條件下的大氣濃度(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,如鋰,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標準方法試驗)可用作總表麵積的標識。

  一氧化碳這種氣體不能很好地被活性炭吸附。這對於把活性炭用在過濾器中用的呼吸器、通風櫥或其它氣體控製係統的那些人應該特別注意,因為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。

  活性炭可以用作各種化學品的應用的基質,以改善某些無機(和有問題的有機)化合物如硫化氫(H 2 S),氨(NH 3),甲醛(HCOH),汞(Hg)和放射性碘-131(131I)。該性質被稱為化學吸附。

  活性炭碘值詳解

  許多碳原子優先吸附小分子。碘值是表征活性炭性能的最基本參數。這是一個衡量活動水平(更高的數字表示更高程度的激活需要引證),經常報道在毫克/克(典型範圍500 - 1200毫克/克)。它是衡量活性炭的微孔含量(0~20Å,或2 nm)的吸附的碘溶液。相當於900平方米/克至1100平方米/克的碳表麵積。它是液相應用的標準測量。

  碘值定義為當殘留濾液中的碘濃度為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為600至1100.通常,該參數用於確定使用中的碳的耗盡程度。然而,這種做法應謹慎看待,因為與被吸附物的化學相互作用可能影響碘的攝取,產生錯誤的結果。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為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。糖蜜數或糖蜜效率是通過從溶液吸附糖蜜來測量活性炭的中孔含量(大於20或大於2nm)的量度。高糖蜜數表示大分子的高吸附(範圍95-600)。焦糖dp(脫色性能)類似於糖蜜數。糖蜜效率以百分比(範圍40%-185%)報告並且與糖蜜數(600 = 185%,425 = 85%)平行。歐洲糖蜜數(範圍525-110)與北美糖蜜數成反比關係。

  糖蜜數量是衡量標準糖蜜溶液對標準化活性炭稀釋和標準化的脫色程度的量度。由於顏色體的大小,糖蜜的數量表示潛在的孔體積可用於較大的吸附物種。由於所有孔體積在特定廢水應用中可能不可用於吸附,並且由於一些吸附物可能進入較小的孔,因此對於特定應用,它不是特定活性炭價值的良好量度。通常,該參數可用於評價一係列活性碳的吸附速率。給定具有用於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

椰殼活性炭

  活性炭單寧詳解

  單寧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寧。碳吸附單寧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(例如染料亞甲基藍)的中孔(20至50或2至5nm)結構。亞甲基藍吸附以g / 100g(範圍11-28g / 100g)表示。

  活性炭脫氯詳解

  基於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

  活性炭的固體或骨架密度通常為2.0至2.1g / cm 3(125-130磅/立方英尺)。然而,大部分活性炭樣品將由顆粒之間的空氣空間組成,因此實際或表觀密度將更低,通常為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衝洗等產生的摩擦力。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總體活性並降低了再活化的效率。金屬氧化物(Fe 2 O 3)可以從活性炭中浸出,導致變色。酸/水溶性灰分含量比總灰分含量更重要。可溶性灰分含量對於魚友可能非常重要,因為氧化鐵可以促進藻類生長。具有低可溶性灰分含量的碳應用於海洋,淡水魚和礁石罐,以避免重金屬中毒和過量的植物/藻類生長。

  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,表麵積的通路越好,吸附動力學速率越快。在氣相係統中,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。顆粒尺寸小於1mm的活性炭不適合用於洗脫(從活性炭中汽提礦物)。

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