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活性炭中的孔比表面积占活性炭比表面积的95%以上,在很大程度上决定了活性炭的吸附容量。中孔比表面积占活性炭比表面积的5%左右,是不能进入孔的较大分子的吸附位,在较高的相对压力下产生毛细管凝聚。大孔比表面积一般不超过0.5m2/g,仅仅是吸附质分子到达孔和中孔的通道,对吸附过程影响不大。
表面化学性质
活性炭内部具有晶体结构和孔隙结构,活性炭表面也有一定的化学结构。活性炭吸附性能不仅取决于活性炭的物理(孔隙)结构,而且还取决于活性炭表面的化学结构。在活性炭制备过程中,炭化阶段形成的芳香片的边缘化学键断裂形成具有未成对电子的边缘碳原子。这些边缘碳原子具有未饱和的化学键,这些表面基团的存在毫无疑问地影响到活性炭的吸附性能。
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物理活化法
物理法通常又称气体活化法,是将已炭化处理的原料在800 ~1000℃的高温下与水蒸气,烟道气(水蒸气、CO2、N2等的混合气)、CO或空气等活化气体接触,从而进行活化反应的过程。物理活化法的基本工艺过程主要包括炭化、活化、除杂、破碎(球磨)、精制等工艺,制备过程清洁,液相污染少。 [2]
在制备过程中,具有氧化性的高温活化气体无序碳原子及杂原子首先发生反应,使原来封闭的孔打开,进而基本晶表面暴露,然后活化气体与基本晶表面上的碳原子继续发生氧化反应,使孔隙不断扩大。一些不稳定的炭因气化生成CO、CO2、H2和其他碳化合物气体,从而产生新的孔隙,同时焦油和未炭化物等也被除去,终得到活性炭产品。活性炭发达的比表面积则源自中孔、大孔孔容的增加,形成的大孔、中孔和孔的相互连接贯通。由于物理法工艺流程相对简单,产生的废气以CO2和水蒸气为主,对环境污染较小,而且终得到的活性炭产品比表面积高、孔隙结构发达、应用范围广,因此世界范围内的活性炭生产厂家中70%以上都采用物理法生产活性炭。炭活化过程中产生大量的余热,可满足原料烘干、余热锅炉制高温蒸汽、产品的洗涤烘干等所需热能。
科技的发展,新技术的运用,传统净化材料逐渐被新型活性炭取代,成为日常家庭生活和工业生产的重要选择之一。
活性炭作为一种应用比较早、用途较广的优良吸附剂,具有众多优点和种类,其中比较常用的是蜂窝活性炭。我们可以从多个角度来了解一下它。
一、蜂窝活性炭的特性
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首先,我们可以了解一下蜂窝活性炭的一般特性。表面积大、通孔阻力小、孔发达、高吸附容量、使用寿命长等都是蜂窝活性炭的
特点,普遍应用于空气污染治理。一般而言,废气与大表面的蜂窝活性炭充分接触,从而被吸附分解,从而达到净化的效果。
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二、蜂窝活性炭的用途
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相比较传统净化措施,蜂窝活性炭具有良好的吸附净化效果,可能够不同程度降解氧化氮、四氯化碳、 、恶臭气体等污染物。因此,可广泛应用于各种气体净化设备和废气治理工程,备受这些领域的欢迎