第一篇:净水器之活性炭技术浅析(大全)
净水器之活性炭技术浅析
怡盛源经销商已经开办了快一个半月了,经过这四十几天的交流,期间也举办了三十几堂分享课,我们发现,怡盛源经销商中很多成员对技术了解的不够深入或者偏差非常大,所以今天,我们邀请了怡盛源经销商的技术委员会负责人厦门苏俊竹苏总,再次给大家对活性炭技术进行专题讲解,希望更多的会员能弄懂一些简单的净水器技术问题。
下面是苏总的演讲稿(节选,略有改动)。
各位怡盛源经销商怡盛源经销商的会员,大家上午好,张总举办的这两个组织非常好,我们以前都各处一地,各自摸索,有很多冤枉路也在重复走,自从有了这两个交流平台,让我们有了问题,有了心得,有了信息等可以在第一时间与所有会员进行交流,大大开阔了我们的眼界,大大丰富了我们的团队结构,大大增强了我们解决行业问题的能力,这是我们净水行业的智库。
非常感谢之前在《每周培训》做分享的诸位同行,也希望这种交流能继续深入、扩大下去,我今天与大家分享的题目是《活性炭技术浅析》。
目前我们净水器经销商接触的最多的活性碳有这么几类:椰壳活性炭,果壳活性炭,木质柱状活性炭,煤质活性炭。
一般追求产品品质的厂家都会用椰壳活性炭,其中有做成颗粒状的,块状的等等,也经常以此作为后置活性炭。
果壳活性炭主要以果壳和木屑为原料,经炭化、活化、精制加工而成。果壳活性炭具有比表面积大、强度高、粒度均匀、孔隙节构发达、吸附性能强等特点。
并能有效吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染以及有机溶剂的回收等。适用于制药、石油化工、制糖、饮料、酒类净化行业,对有机物溶剂的脱色、精制、提纯和污水处理等方面。
还有一种新的产品叫活性炭纤维。活性炭纤维是以优质椰壳粉末活性炭为吸附材料,采用高分子粘结材料将其粘附在无纺布的基体之上而制成,可有效吸附各种工业废气,如苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨气、二氧化硫等。主要用于制作活性炭口罩,亦可作为鞋垫,广泛用于化工、制药、油漆、环保活性炭等行业,防毒除臭效果显著。
活性炭主要机理。活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔,具有巨大的比表面积,能有效地去除色度、臭味,可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物,包含某些有毒的重金属。
影响活性炭吸附的因素有:活性炭的特性;被吸附物的特性和浓度;废水的PH值;悬浮固体含量等特性;接触系统及运行方式等。
活性炭吸附是城市污水高级处理中最重要最有效的处理技术,得到广泛的应用。活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂,还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。
二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物,如蛋白质的中间降解物质,比原有的有机物更难被活性炭吸附,活性炭对THMS的去除能力较低,仅达到23-60%。活性炭吸附法与其他处理方法联用,出现了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工艺、活性炭-硅藻土法等,使活性炭的吸附周期明显延长,用量减少,处理效果和范围大幅度提高。
在家用净水机的滤芯使用的活性炭一般都采用椰壳活性炭。
块状活性炭很多,颗粒活性炭,最为常见,很多也用煤质柱状活性炭。
椰壳活性炭以印尼和马来西亚最佳,这两个地方甚至有美日等国的工厂在当地生产,所以,就活性炭材料来说这两个地方的活性炭最好。国内一般用海南的居多。
为什么这几年我们活性炭滤芯老出问题呢,活性碳的工艺要求是很高的,特别做为水处理用的,更有食品级的要求,但是我们国内没有这些标准,生产的硬件条件也更不上,所以质量相当混乱,同行之间了解也甚少。
一般作为净水机用的颗粒活性炭颗粒要求为6目或20目,这点可能很多人不知道吧?一般而言,体积越小的,其总体表面积就越大。
活性炭的清洗,一般分为酸洗和非酸洗两类,国内对酸洗的要求甚少,国际上基本要求用酸洗活性炭,在国内,有酸洗的就不错了,酸洗后出来的粉末相对少些,但是目前很多小厂罐装的时候,很少按照要求做,经常非酸洗的混入,因此我们常常遇到,后置活性炭出来
最后我说一个后置活性炭滤芯的结构。
大家看图(略)
这样的后果是,碳小或多水就不来,再看下面的不织布,现在都换纸了.只要水压一大,碳都跟着出来,真实进口的后置活性炭是装满的,国内做的最好的就三分之二强,原因很简单,满了就出不了水了。
本文根据怡盛源经销商《每周培训》栏目的培训课改编而成,演讲人厦门苏俊竹苏总,资料整理人,张旭东。
怡盛源经销商再次申明:
近来申请加入怡盛源经销商的净水器经销商越来越多,有很多人抱怨审批的严格性和不及时性。怡盛源经销商是个朋友圈的兴趣小组,没有义务表明一定要接纳您的加入,也没有义务表明要随时恭候您的提问或等待您的验证,目前所有会员都是义工性质的服务。
由于群名额有限(只有100个),暂时不可能让所有申请的商友都加入进来,特别是笔者在上次《10年水家电市场中观分析》中说:怡盛源经销商这不足100人的兴趣小组总销售额叠加估计已经超过5个亿,占整个水家电市场份额的5%,让很多商友认为这是水家电大经销商俱乐部。
其实不然,我们怡盛源经销商中很多经销商并不是大经销商,而是小经销商,那他们为何能加入进来呢?我们论坛的宗旨是:我为人人,人人为我。也就是说,只要你具备分享的意识,只要你具备为其
需要你拿出实际行动来。
为了方便暂时不能加入论坛的商业共同学习,怡盛源经销商会不定期整理出部分《每周培训》的讲稿与诸位感兴趣的商友进行分享,但这绝不是怡盛源经销商的义务。
希望对怡盛源经销商和怡盛源经销商感兴趣的商友,多关注张旭东南京的博客和微博,如果有最新怡盛源经销商消息,我们会通过这些平台发送给大家的。
第二篇:净水器经销商论坛之活性炭技术浅析
【净水器经销商论坛】之活性炭技术浅析
【净水器经销商论坛】已经开办了快一个半月了,经过这四十几天的交流,期间也举办了三十几堂分享课,我们发现,【论坛】中很多成员对技术了解的不够深入或者偏差非常大,所以今天,我们邀请了【水家电老总共赢圈】的技术委员会负责人厦门苏俊竹苏总,再次给大家对活性炭技术进行专题讲解,希望更多的会员能弄懂一些简单的净水器技术问题。
下面是苏总的演讲稿(节选,略有改动)。各位【净水器经销商论坛】【水家电老总共赢圈】的会员,大家上午好,张总举办的这两个组织非常好,我们以前都各处一地,各自摸索,有很多冤枉路也在重复走,自从有了这两个交流平台,让我们有了问题,有了心得,有了信息等可以在第一时间与所有会员进行交流,大大开阔了我们的眼界,大大丰富了我们的团队结构,大大增强了我们解决行业问题的能力,这是我们净水行业的【智库】。
非常感谢之前在《每周培训》做分享的诸位同行,也希望这种交流能继续深入、扩大下去,我今天与大家分享的题目是《活性炭技术浅析》。
目前我们净水器经销商接触的最多的活性碳有这么几类:椰壳活性炭,果壳活性炭,木质柱状活性炭,煤质活性炭。
一般追求产品品质的厂家都会用椰壳活性炭,其中有做成颗粒状的,块状的等等,也经常以此作为后置活性炭。
果壳活性炭主要以果壳和木屑为原料,经炭化、活化、精制加工而成。果壳活性炭具有比表面积大、强度高、粒度均匀、孔隙节构发达、吸附性能强等特点。
并能有效吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染以及有机溶剂的回收等。适用于制药、石油化工、制糖、饮料、酒类净化行业,对有机物溶剂的脱色、精制、提纯和污水处理等方面。
还有一种新的产品叫活性炭纤维。活性炭纤维是以优质椰壳粉末活性炭为吸附材料,采用高分子粘结材料将其粘附在无纺布的基体之上而制成,可有效吸附各种工业废气,如苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨气、二氧化硫等。主要用于制作活性炭口罩,亦可作为鞋垫,广泛用于化工、制药、油漆、环保活性炭等行业,防毒除臭效果显著。
活性炭主要机理。活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔,具有巨大的比表面积,能有效地去除色度、臭味,可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物,包含某些有毒的重金属。
影响活性炭吸附的因素有:活性炭的特性;被吸附物的特性和浓度;废水的PH值;悬浮固体含量等特性;接触系统及运行方式等。
活性炭吸附是城市污水高级处理中最重要最有效的处理技术,得到广泛的应用。活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂,还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。
二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物,如蛋白质的中间降解物质,比原有的有机物更难被活性炭吸附,活性炭对THMS的去除能力较低,仅达到23-60%。活性炭吸附法与其他处理方法联用,出现了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工艺、活性炭-硅藻土法等,使活性炭的吸附周期明显延长,用量减少,处理效果和范围大幅度提高。在家用净水机的滤芯使用的活性炭一般都采用椰壳活性炭。
块状活性炭很多,颗粒活性炭,最为常见,很多也用煤质柱状活性炭。椰壳活性炭以印尼和马来西亚最佳,这两个地方甚至有美日等国的工厂在当地生产,所以,就活性炭材料来说这两个地方的活性炭最好。国内一般用海南的居多。
为什么这几年我们活性炭滤芯老出问题呢,活性碳的工艺要求是很高的,特别做为水处理用的,更有食品级的要求,但是我们国内没有这些标准,生产的硬件条件也更不上,所以质量相当混乱,同行之间了解也甚少。
一般作为净水机用的颗粒活性炭颗粒要求为6目或20目,这点可能很多人不知道吧?一般而言,体积越小的,其总体表面积就越大。
活性炭的清洗,一般分为酸洗和非酸洗两类,国内对酸洗的要求甚少,国际上基本要求用酸洗活性炭,在国内,有酸洗的就不错了,酸洗后出来的粉末相对少些,但是目前很多小厂罐装的时候,很少按照要求做,经常非酸洗的混入,因此我们常常遇到,后置活性炭出来的水粉末或者黑水很严重。
最后我说一个后置活性炭滤芯的结构。大家看图(略)
这样的后果是,碳小或多水就不来,再看下面的不织布,现在都换纸了.只要水压一大,碳都跟着出来,真实进口的后置活性炭是装满的,国内做的最好的就三分之二强,原因很简单,满了就出不了水了。
本文根据【净水器经销商论坛】《每周培训》栏目的培训课改编而成,演讲人厦门苏俊竹苏总,资料整理人,张旭东。【净水器经销商论坛】再次申明:
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第三篇:如何制作活性炭解读
现代农业以大量化肥代替原有农家有机肥的使用,以人工饲料代替农业废弃物饲料的使用,加之现代农业集约化和规模化的发展,打破了传统农业中废弃物的循环利用环节,结果造成了农业废弃物的大量积累,进而产生了较为严重的环境问题和资源浪费问题。因此,农业废弃物资源的合理利用已日益成为当前世界大多数国家共同面临的问题。国内外实践表明,农业废弃物的资源化利用和无害化处理,是控制农业环境污染、改善农村环境、发展循环经济、实现农业可持续发展的有效途径。
活性炭是一种具有特殊微晶结构、发达孔隙结构、巨大比表面积和较强吸附能力的含碳材料。其化学稳定性好,具有耐酸、耐碱、耐高温等特点。作为一种优良的吸附剂,人们对活性炭的应用开发研究越来越多。20世纪70年代前,活性炭在国内的应用主要集中于制糖、制药和味精工业:后来又扩展到水处理和环保等行业;20世纪90年代,除以上领域外,扩大到溶剂回收、食品饮料提纯、空气净化、脱硫、载体、医药、黄金提取、半导体等众多应用领域[1-5]。
2农业废弃物利用现状
农业废弃物(agriculturalresidue)是指在农业和林业生产与加工过程中产生的副产品、数量巨大、具有可再生、再生周期短、可生物降解、环境友好等诸多优点,是重要的生物质资源。主要有树皮、果壳、锯末、秸秆、蔗渣等。据有关资料,我国产生的农业废弃物按目前的沼气技术水平能转化成沼气3111.5亿m3,户均达1275.2m3,可解决农村能源短缺。以农作物秸秆为例,将目前的6.5亿吨秸秆转化为电能,按1kg秸秆产生电1千瓦时计算,就具有产生6.5亿千瓦时电能的潜力;作为肥料可提供氮大约2264.4万吨、磷459.1万吨、钾2715.7万吨;作为饲料,仅玉米秸秆就能提供1.9~2.2亿吨。然而,目前我国农业废弃物的利用率却很低乃至没有利用。因此,农业废弃物一方面成为最大的搁置资源之一,另一方面又成为巨大的污染源[6]。
从资源经济学的角度上看,农业废弃物本身就是某种物质和能量的载体,是一种特殊形态的农业资源,蕴含着丰富的能源和营养物质。目前,随着石油、煤炭等不可再生资源的日益短缺,越来越多的国家特别是发达国家已经把农业废弃物等可再生资源的转化利用列入社会经济可持续发展的重要战略,以农业废弃物等可再生资源为原料制备工业新产品的研究引起了世界各国的关注。在我国,随着经济的迅速发展,开发利用农业废弃物资源,逐步补充或替代化石资源,是关系到我国社会经济可持续发展的重大问题。
3农业废弃物制备活性炭及其改性
目前活性炭制备原料的使用也是由木屑和木片到煤和各种农林产品的充分利用。产品由单一品种向多品种发展:由低档活性炭向高档活性炭转变。农业废弃物制备活性炭的过程一般经过原料粉碎、压棒、炭化、活化、漂洗、烘干和活性炭粉碎等几个步骤。同时根据不同的需求可以在不同的步骤中进行表面物理结构的改性或表面化学性能的改性。
3.1表面物理结构的改性
活性炭材料吸附表面物理结构的改性是指在活性炭材料的制备过程中通过物理或者化学的方法来增加活性炭材料的比表面积、调节孔径及其分布,使活性炭材料的吸附表面结构发生改变,从而增加活性炭材料的物理吸附性能。常用的活化剂有碱金属、碱土金属的氢氧化物、无机盐类以及一些酸类,目前应用较多、较成熟的化学活化剂有KOH、NaOH、ZnCl2、CaCl2和H3PO4等[7-10]。
3.2表面化学性能的改性
活性炭材料表面化学组成的不同对活性炭材料的酸碱性、润湿性、吸附选择性、催化特性等产生影响。活性炭材料的吸附表面化学性能的改性是指通过一定的方法改善活性炭材料吸附表面的官能团及其周边氛围的构造,使其成为特定吸附过程中的活性点,从而可以控制其亲水/疏水性能以及与金属或金属氧化物的结合能力。活性炭材料吸附表面化学性质的改性可以通过表面氧化改性、表面还原改性以及负载金属改性等修饰。
3.2.1氧化改性
氧化改性主要是利用强氧化剂在适当的温度下对活性炭表面的官能团进行氧化处理,从而提高表面的含氧酸性基团(如羧基、酚羟基、酯基等)的含量,增强材料表面的极性和亲水性。常用的氧化剂主要有HNO3、HClO3和H2O2等。Tsutsumi[11]认为HNO3是最强的氧化剂,产生大量的酸性基团,HClO3的氧化性比较温和,可调整活性炭的表面酸性到适宜值。氧化后活性炭表面的几何形状变得更加均一。刘文宏等[12]使用浓HNO3分别在常温和沸腾状态下对活性炭进行改性,研究结果表明:活性炭经常温浓HNO3改性后,比表面积和孔容都明显提高,而经沸腾浓HNO3改性后,比表面积和孔容却明显减小,但2种改性方式都使活性炭表面产生更多的含氧基团。韩彬[13]等选择磷酸氢二铵为活化剂在不同的活化温度和预氧化条件下来制备活性炭。结果表明,在先浸泡后预氧化处理并在700℃下活化制得的样品的比表面积为1078.21m2/g,其得率和碘吸附值分别为39.75%和636mg/g。
3.2.2还原改性
表面还原改性是指通过还原剂在适当的温度下对活性炭材料表面官能团进行还原改性,从而提高含氧碱性基团的比含量,增强表面的非极性,这种活性炭材料对非极性物质具有更强的吸附性能。常用的还原剂有H2、N2、NaOH、KOH等。Menendez等[14]认为,活性炭的碱性主要是由于其无氧的Lewis碱,可以通过在还原性气体H2或N2等惰性气体下高温处理得到碱性基团含量较多的活性炭。Krisztinalaszlo等[15]研究了经N2处理的活性炭对溶液中苯酚和2,3,4-三氯苯酚的吸附,结果表明,当溶液pH为3时,吸附量最大,当溶液pH为11时,吸附量下降。Haghserssht等[16]研究发现,经H2和N2还原碱性活性炭对水溶液中p-甲酚、硝基苯和p-硝基苯酚的吸附,较未处理过的活性炭吸附量大。
3.2.3负载金属和金属氧化物改性
负载金属改性大都是利用活性炭对金属离子的还原性和吸附性,使金属离子先在其表面上吸附,再还原成单质或低价态的离子,并通过金属离子或金属对被吸附物的较强结合力,增加活性炭对被吸附物的吸附性能。中南林业科技大学研究了利用农业废弃物棉秸秆为原料[17],采用氯化锌活化法制取活性炭的工艺,以及制备过程中各种因素对活性炭吸附性能的影响,得出了适宜的工艺条件:氯化锌溶液浓度为40°Be′,固液比为1:2,400℃炭化180min,650℃活化60min。Garg等[18]采用浓硫酸在150℃下处理印度红木锯末24h,去除残余酸后制得活性炭吸附剂,与甲醛处理的锯末相比,这种吸附剂有更好的Cr(VI)去除能力。
4农业废弃物制备活性炭的应用
活性炭的应用已经有很长的历史。活性炭最初用于糖的脱色,后逐步扩大到生产和生活的各个行业,并不断地根据市场的需求开发出新的产品。农业废弃物制备的活性炭目前已应用于污水处理、水质净化、治理烟气等方面
4.1污水处理 活性炭在废水处理方面的主要优点是处理程度高、出水水质稳定,与其它方法配合使用可获得质量很高的出水水质,郑旭煦等[19]研究活性炭负载纳米TiO2的光催化降解性能和影响甲基橙废水处理的主要因素,结果表明:用溶胶-凝胶法制备TiO2活性炭催化剂具有比表面积大、分散性高、光催化降解性能好、可重复利用等优点。Jun等[20]报道了用载有铂的各种活性炭在氧化还原过程中,可以达到增强有机酸吸附作用的效果。无机工业废水处理[21-22]某些活性炭对于废水中无机重金属离子具有一定的选择吸附能力。用于处理饮用水及微污染水净化,臭氧-生物活性炭工艺[23]以其可以高效去除水中溶解性有机物和致癌突变物、出水安全、优质而备受瞩目和重视。
4.2水质净化
活性炭在净化给水方面不仅对色、嗅去除效果良好,而且对合成洗涤剂ABS、三卤甲烷、卤代烃、游离氯也有较高的吸附能力,也能有效地去除几乎无法分解的氨基甲酸酯类杀虫剂等。活性炭能有效地去除水中的游离氯和某些重金属(如Hg、Sb、Sn)且不易产生二次污染,常用于家庭用水及饮用水的净化处理工艺中[24]。
4.3废气处理
目前,我国的煤炭燃烧过程中排放出的SO2和NOx是主要的大气污染物,而改性后活性炭材料的脱硫、脱硝处理效果好,投资运行费用低,且易于再生利用。改性活性炭材料脱硫、脱硝首先是利用活性炭材料的吸附性能将烟气中的污染气体SO2和NOx物理吸附于活性炭材料表面,在活性炭材料表面官能团或担载金属的催化作用下,SO2和NOx转化为SO3和无污染的N2或O2。在有水蒸气存在的情况下,SO3将会与水结合生成硫酸回收。Wey等[25]研究了炭载金属铜和铈脱硫剂的脱硫性能,邱琳等[26]研究了用碳酸钠溶液改性的活性炭比普通纯活性炭脱硫剂的硫容提高近30%。Wang等[27]通过加载金属改性活性炭纤维研究其对二氧化硫去除性能的影响。
活性炭作为一种多孔性含碳材料,其内部具有十分发达的空隙结构和巨大的比表面积,表面具有含氧等元素的特殊功能的表面功能团,应用领域越来越宽。自20世纪初投入工业生产以来,作为吸附剂、催化剂载体等已经广泛用于电子、化工、食品加工、医疗卫生、交通能源、农业、国防等领域,特别是最近,为了防治大气污染、水质污染和恶臭等公害以保护环境,使得活性炭的生产和研究有了更快的发展。如今全世界约有50个国家生产活性炭,美国、日本、英国、德国、法国和俄罗斯等国家的发展处于领先水平。到1990年止,美国年消耗量105 491 t,并以4%~5%的年均增长率增加。日本的消耗也达75 251 t,而西欧各国活性炭年生产能力为10万t[1]。我国的活性炭工业起步于1960s年代,1970s年代的产量才1万t,进入1980s年代末产量达到4万t。近些年来我国的活性炭工业有了较大的发展,年产量达到8万t,但活性炭的质量远不及发达国家,大量高质量的活性炭还需进口[2]。活性炭的制备原料
所有制造活性炭的原料均为含碳物质,目前国内外选用的制造活性炭的原料分为5大类。
2.1 植物原料(木质原料)活性炭的木质原料范围很广,常选用的有:木炭、椰子壳、木屑、树皮、核桃壳、果核、棉壳、稻壳、竹子、咖啡豆梗、油棕壳、糠醛渣及纸浆废液等[3~13]。木质原料在我国活性炭工业中占有着十分重要的地位。其中,椰子壳、核桃壳为最优,但由于原料有限,制约了其发展。
2.2 煤炭原料
煤炭是制造活性炭的重在原料。几乎所有的煤都可以制出活性炭。其中,成煤时间短的年轻的无烟煤、弱粘煤、褐煤及泥煤等都是制造活性炭的优良原料。由于煤炭资源丰富、分布广泛、价格低廉,因此以煤为原料生产活性炭有着很好的前景[2]。
2.3 石油原料
石油原料主要指石油炼制过程中的含碳产品及废料。例如石油沥青、石油焦、石油油渣等[4~17]。1990s年代初期,中国科学院山西煤炭化学研究所采用灰分、杂质含量低(<0.01%)的石油系沥青为原料,采用KOH化学活化法,制备出比表面积为3 600 m2/g的活性炭[18~19]。2.4 塑料类聚氯乙烯、聚丙烯、呋喃树脂、酚醛树脂、脲醛
树脂、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等[20~23]。这些原料主要指工业回收废料,我国目前尚未充分利用。
2.5 其他
旧轮胎、动物骨、动物血、蔗糖、糖蜜等[24]。上述原料中我国目前主要以椰子壳、桃杏核作为木质活性炭的原料。因为它们具有灰分低、孔隙发达、比表面积大、强度和吸附性能良好等优点,是理想的木质活性炭原料,但由于原料数量的限制影响到其大量的发展。而煤则具有品种多、价格低、质量稳定、资源丰富等优点,因此以煤为原料的活性炭发展很快,煤质活性炭的应用范围和数量也在逐渐扩大。国内外活性炭制造方法
目前国内外活性炭的制造方法从原理上讲可分为3类。3.1 气体活化法
气体活化法是把原料炭化以后,用水蒸汽、二氧化碳、空气、烟道气在600~1 200℃下进行活化的方法[25]。世界上生产活性炭的厂家70%以上都是采用气体活化法。我国主要以气体活化法生产活性炭。
一般认为,水蒸气活化的反应机理如下: C*+H2O C[H2O] C[H2O] H2+C[O] C[O] CO 此处,C*表示位于活性点上的碳原子,[]表示处于化学吸附状态。由于氢结合在活性点上而妨碍了反应的进行: C+H2C[H2] 并且,还有下式所示的副反应存在: CO+H2O→H2+CO2气体活化法是以消耗碳原子而形成孔隙结构,因而得率较低。其工艺特点是活化温度高,设备投资大,但对环境无污染。
3.2 化学活化法
化学活化法是把化学药品以一定比例加入原料中,然后在惰性气体介质中加热,同时进行炭化和活化[25]。最后又将加入的化学药剂予以回收。在活化过程中,用化学药剂刻蚀含碳材料,并使其中的氢和氧等元素主要以H2O、CH4等小分子形式逸出,抑制副产物焦油的形成,可提高活性炭收率。使用的主要化学药剂有KOH、KCNS、H3PO4、H2SO4、ZnCl2、NaOH等。
目前文献报导最多的化学活化法是利用KOH活化制备高比表面积活性炭[18~19][26~39]。1980s年代中期,美国阿莫卡公司以KOH为活化剂,采用化学活化法,制得比表面积大于2 500m2/g的活性炭[26~28]。日本大阪煤气公司,用中间相沥青微球为原料、也采用类似的活化方法制得比表面积高达4 000 m2/g的活性炭[29]。日本关西热化学也有这种称之为Maxsorb的制品[18]。中国科学院山西煤炭化学研究所于1990s年代初开展了这方面的研究工作,并成功制得了高比表面积活性炭(SBET~3 600 m2/g)[19][30~31]。下面以KOH活化为例简单叙述化学活化法。
读书的好处
1、行万里路,读万卷书。
2、书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷,下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力,老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早,白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。
8、读书要三到:心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器,人不学、不知义。
10、一日无书,百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生,一日不写手生。
13、我扑在书上,就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书,就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书,就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学,如日出之阳;壮而好学,如日中之光;志而好学,如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘,思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
第四篇:活性炭吸附实验报告
实验 3 3
活性炭吸附实验 报告
一、
研究背景 :
1.1、、吸附法 吸附法处理废水是利用多孔性固体(吸附剂)的表面吸附废水中一种或多种溶质(吸附质)以去除或回收废水中的有害物质,同时净化了废水。
活性炭是由含碳物质(木炭、木屑、果核、硬果壳、煤等)作为原料,经高温脱水碳化和活化而制成的多孔性疏水性吸附剂。活性炭具有比表面积大、高度发达的孔隙结构、优良的机械物理性能和吸附能力,因此被应用于多种行业。在水处理领域,活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理,以除去水中的有机物。除此之外,活性炭还被用于制造活性炭口罩、家用除味活性炭包、净化汽车或者室内空气等,以上都是基于活性炭优良的吸附性能。将活性炭作为重要的净化剂,越来越受到人们的重视。
1.2 、影响 吸附 效果的主要因素 在吸附过程中,活性炭比表面积起着主要作用。同时,被吸附物质在溶剂中的溶 解度也直接影响吸附的速度。此外,pH 的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。
1.3 、研究意义 在水处理领域,活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理,以除去水中的有机物。活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。
二、实验目的本实验采用活性炭间歇的方法,确定活性炭对水中所含某些杂质的吸附能力。希望达到下述目的:
(1)加深理解吸附的基本原理。
(2)掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。
(3)掌握用间歇式静态吸附法确定活性炭等温吸附式的方法。
(4)利用绘制的吸附等温曲线确定吸附系数:K、1/n。K 为直线的截距,1/n 为直线的斜率 三、主要仪器与试剂
本实验间歇性吸附采用三角烧瓶内装人活性炭和水样进行振荡方法。3.1 仪器 与器皿 :
恒温振荡器 1 台、分析天平1 台、分光光度计 1 台、三角瓶 5 个、1000ml 容量瓶 1 个、100ml 容量瓶 5 个、移液管 2 3.2 试剂:活性炭、亚甲基蓝 四、实验步骤
(1 1)、标准曲线的绘制
1、配制 100mg/L 的亚甲基蓝溶液:称取 0.1g 亚甲基蓝,用蒸馏水溶解后移入1000ml 容量瓶中,并稀释至标线。
2、
用移液管分别移取亚甲基蓝标准溶液 5、10、20、30、40ml 于 100ml 容量瓶中,用蒸馏水稀释至 100ml 刻度线处,摇匀,以水为参比,在波长 470nm 处,用1cm 比色皿测定吸光度,绘出标准曲线。
(2 2)、吸附等温线间歇式吸附实验步骤
1、用分光光度法测定原水中亚甲基蓝含量,同时测定水温和 PH。
2、将活性炭粉末,用蒸馏水洗去细粉,并在 105℃下烘至恒重。
3、在五个三角瓶中分别放入 100、200、300、400、500mg 粉状活性炭,加入 200ml水样。4、将三角瓶放入恒温振荡器上震动 1 小时,静置 10min。
5、吸取上清液,在分光光度计上测定吸光度,并在标准曲线上查得相应的浓度,计算亚甲基蓝的去除率吸附量。
五、注意事项
1、实验所得的 qe 若为负值,则说明活性炭明显的吸附了溶剂,此时应调换活性炭或调换水样。
2、在测水样的吸光度之前,应该取水样的上清液然后再分光光度计上测相应的吸光度。
3、连续流吸附实验时,如果第一个活性炭柱出水中溶质浓度值很小,则可增大进水流量或停止第二、三个活性炭柱进水,只用一个炭柱。反之,如果第一个炭柱进出水溶质浓度相差无几,则可减少进水量。
4、进入活性炭柱的水中浑浊度较高时,应进行过滤去除杂质。
六、实验结果 与 分析6.1 实验结果
亚甲基蓝浓度与吸光度 序号 1 2 3 4 5 浓度 mg/l 5 10 20 30 40 吸光度 A1 0.078 0.098 0.153 0.205 0.256 亚甲基蓝标准曲线y = 0.0052x + 0.0497R 2
= 0.998200.050.10.150.20.250 5 10 15 20 25 30 35亚甲基蓝浓度(mg/L)吸光度A
活性炭投加量 吸光度 A 原亚甲基蓝 浓度C 0 /(mg/L)吸附平衡后 亚甲基蓝 浓度 C/(mg/L)logC C0-C C0-C/m logC0-C/m 100mg 0.217
32.173 1.507 59.808 0.598-0.223 0.232 35.058 1.545 56.923 0.569-0.245 0.23 91.981 34.673 1.540 57.308 0.573-0.242 0.212
31.212 1.494 60.769 0.608-0.216 0.197 28.327 1.452 63.654 0.637-0.196 200mg 0.136
16.596 1.220 75.385 0.754-0.123 0.132
15.827 1.199 76.154 0.762-0.118 0.122 91.981 13.904 1.143 78.077 0.781-0.107 0.102
10.058 1.002 81.923 0.819-0.087 0.104
10.442 1.019 81.539 0.815-0.089 300mg 0.121
13.712 1.137 78.269 0.783-0.106 0.129 15.250 1.183 76.731 0.767-0.115 0.11 91.981 11.596 1.064 80.385 0.804-0.095 0.099
9.481 0.977 82.500 0.825-0.084 0.105 10.635 1.027 81.346 0.813-0.090 400mg 0.191
27.173 1.434 64.808 0.648-0.188 0.174 23.904 1.378 68.077 0.681-0.167 0.13 91.981 15.442 1.189 76.539 0.765-0.116 0.121
13.712 1.137 78.269 0.783-0.106 0.189 26.788 1.428 65.193 0.652-0.186 500mg 0.236
35.827 1.554 56.154 0.562-0.251
活性炭间歇吸附试验记录 活性炭 投加量(mg)lgK 1/n K n 100 0.5695-0.5266 3.7111-1.899 200 0.0785-0.1641 1.1981-6.0938 300 0.0668-0.1529 1.1662-6.5402 400 0.2109-0.2769 1.6252-3.6114 500 0.3806-0.4024 2.4021-2.4851 吸附等温线(1)根据测定数据绘制吸附等温线;(2)根据 Freundlich 等温线,确定方程中常数 K,n;(3)讨论实验数据与吸附等温线的关系。
思
考
题
1.吸附等温线有什么现实意义?(1)宏观地总括吸附量、吸附强度、吸附状态等作为吸附现象方面的特性;(2)判断吸附现象的本质,如属于分配(线性),还是吸附(非线性);(3)用于计算吸附剂的孔径、比表面等重要物理参数;(4)吸附等温曲线用途广泛,在许多行业都有应用,如地质科学方面、煤炭方面。
2.作吸附等温线时为什么要用粉状炭? 废水中的物质经活性炭吸附后分散好,容易单层吸附。
3.实验结果受哪些因素影响较大,该如何控制? 实验结果受实验温度、吸附质的分压、活性碳性质(比表面积、孔隙率等)
0.213 31.404 1.497 60.577 0.606-0.218 0.173 91.981 23.712 1.375 68.269 0.683-0.166 0.152
19.673 1.294 72.308 0.723-0.141 0.146 18.519 1.268 73.462 0.735-0.134
第五篇:分析直饮水净水器故障介绍及技术功能[推荐]
分析直饮水净水器故障介绍及技术功能
小型净化水设备一般在各大企业或是大型公共场所的应用比较多,在商业场所,一般会采用净化直饮水设备,这种设备具有很好的性能特点。
商业中常用的中央式净化水设备具有以下特点:
一、可以通过微电脑控制设置定时开关机。
小型净化水设备
二、初次开机后,五分钟内就可以得到饮用开水。
三、设备采用了步进式加热,可以连续提供饮用水。
四、加热水的过程中,产生的蒸汽的热能可以进行回收利用,箱体内不会产生蒸气。
五、整体设备的材质选用的是保温材料,可以有效减少热能的损失。
六、采用了热桥阻断技术,这种保温系统能够有效降低开水器热量的损失。
七、设备采用了红外隔热墙,这种设计能够进一步降低热能的损耗。
八、设备配置了自动报警系统,有效提高了安全性能,可以有效避免不必要的损失。
九、净化水设备的加热管具有自动脱垢的技术功能,可以有效避免设备管路被烧坏。
小型净化水设备价格非常合理,因而各大企业纷纷采用此设备为员工提供优质的饮用水。同时,净化水设备在酒店、机关、医院、学校等领域的应用也非常多,它能持续提供饮用水,为人们提供更加便捷的服务。