活性炭的制作方法與用途
來源:活性炭的制作方法與用途 發(fā)布于:2021-10-16 03:01:27 瀏覽:566
1、化學活化法
化學活化法就是通過將各種含碳原料與化學藥品均勻地混合后,一定溫度下,經(jīng)歷炭化、活化、回收化學藥品、漂洗、烘干等過程制備活性炭。
磷酸、氯化鋅、氫氧化鉀、氫氧化鈉、硫酸、碳酸鉀、多聚磷酸和磷酸酯等都可作為活化試劑,盡管發(fā)生的化學反應(yīng)不同,有些對原料有侵蝕、水解或脫水作用,有些起氧化作用,但這些化學藥品都可對原料的活化有一定的促進作用,其中最常用的活化劑為磷酸、氯化鋅和氫氧化鉀。
化學活化法的活化原理還不十分清楚,一般認為化學活化劑具有侵蝕溶解纖維素的作用,并且能夠使原料中的碳氫化合物所含有的氫和氧分解脫離,以 H2O、CH4等小分子形式逸出,從而產(chǎn)生大量孔隙。此外,化學活化劑能夠抑制焦油副產(chǎn)物的形成,避免焦油堵塞熱解過程中生成的細孔,從而可以提高活性炭的收率。
我國木質(zhì)磷酸法粉狀活性炭已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)?;?、自動化和清潔化生產(chǎn),整體技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。
2、物理活化法
物理法通常又稱氣體活化法,是將已炭化處理的原料在800 ~1000℃的高溫下與水蒸氣,煙道氣(水蒸氣、CO2、N2等的混合氣)、CO或空氣等活化氣體接觸,從而進行活化反應(yīng)的過程。物理活化法的基本工藝過程主要包括炭化、活化、除雜、破碎(球磨)、精制等工藝,制備過程清潔,液相污染少。
在制備過程中,具有氧化性的高溫活化氣體無序碳原子及雜原子首先發(fā)生反應(yīng),使原來封閉的孔打開,進而基本微晶表面暴露,然后活化氣體與基本微晶表面上的碳原子繼續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng),使孔隙不斷擴大。
一些不穩(wěn)定的炭因氣化生成CO、CO2、H2和其他碳化合物氣體,從而產(chǎn)生新的孔隙,同時焦油和未炭化物等也被除去,最終得到活性炭產(chǎn)品?;钚蕴堪l(fā)達的比表面積則源自中孔、大孔孔容的增加,形成的大孔、中孔和微孔的相互連接貫通。
由于物理法工藝流程相對簡單,產(chǎn)生的廢氣以CO2和水蒸氣為主,對環(huán)境污染較小,而且最終得到的活性炭產(chǎn)品比表面積高、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、應(yīng)用范圍廣,因此世界范圍內(nèi)的活性炭生產(chǎn)廠家中70%以上都采用物理法生產(chǎn)活性炭。
炭活化過程中產(chǎn)生大量的余熱,可滿足原料烘干、余熱鍋爐制高溫蒸汽、產(chǎn)品的洗滌烘干等所需熱能。


用途
1、工業(yè)
一項主要的工業(yè)應(yīng)用涉及在金屬精加工中使用活性炭以凈化電鍍?nèi)芤骸@?,它是去除光亮鎳電鍍液中有機雜質(zhì)的主要凈化技術(shù)。各種有機化學品被添加到電鍍?nèi)芤褐?,以改善其沉積質(zhì)量并增強諸如亮度、光滑度、延展性等特性。
由于陽極氧化和陰極還原的直流電流和電解反應(yīng)的通過,有機添加劑會產(chǎn)生不需要的分解產(chǎn)物在解決方案中。它們的過度堆積會對沉積金屬的電鍍質(zhì)量和物理性能產(chǎn)生不利影響?;钚蕴刻幚砜扇コ祟愲s質(zhì)并將電鍍性能恢復到所需水平。
2、醫(yī)療
活性炭用于治療口服攝入后的中毒和過量服用。許多國家使用活性炭片劑或膠囊作為治療腹瀉、消化不良和腸胃脹氣的非處方藥。
然而,活性炭對腸道氣體和腹瀉沒有影響,如果因攝入腐蝕劑、硼酸、石油產(chǎn)品而中毒,通常在醫(yī)學上是無效的,尤其對強酸或強堿、氰化物、鐵的中毒無效。,鋰,砷、甲醇、乙醇或乙二醇?;钚蕴坎粫柚惯@些化學物質(zhì)被人體吸收。
3、分析化學
活性炭可用于從血漿樣品中提取直接口服抗凝劑 (DOAC),例如達比加群、阿哌沙班、利伐沙班和依度沙班。
為此目的,它被制成“小藥片”,每片含有 5 毫克活性炭,用于處理 1 毫升 DOAC 樣品。由于這種活性炭對凝血因子、肝素或大多數(shù)其他抗凝劑沒有影響,因此可以分析血漿樣本中的異常,否則會受到 DOAC 的影響。
4、農(nóng)業(yè)
活性炭(木炭)是有機農(nóng)民在畜牧生產(chǎn)和釀酒中允許使用的物質(zhì)。在畜牧生產(chǎn)中,它用作殺蟲劑、動物飼料添加劑、加工助劑、非農(nóng)業(yè)成分和消毒劑。在有機釀酒中,活性炭被允許用作處理劑,以從白葡萄濃縮物中吸附棕色色素。它有時被用作biochar。
5、蒸餾酒提純
活性炭過濾器(AC 過濾器)可用于過濾伏特加和威士忌中會影響顏色、味道和氣味的有機雜質(zhì)。根據(jù)氣味和味道判斷,將有機不純的伏特加以適當?shù)牧魉偻ㄟ^活性炭過濾器,會使伏特加的酒精含量相同,并顯著提高有機純度。
本文作者:董帝豪
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