柱形多孔活性炭吸附原理
柱形多孔活性炭在制備過(guò)程中，由于活化劑(水蒸氣、氯氧化鉀，磷酸等)侵蝕清化作用、產(chǎn)生大量的孔隙結(jié)構(gòu)，這些孔隙結(jié)構(gòu)的形成，增加了活性炭的比表面積，使其具備的吸附能力，活性炭的吸附能力不但與其禮隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與其表面化學(xué)性質(zhì)一一表面的化學(xué)官能團(tuán)、表面雜原子和化合物有關(guān)，不同的表面官能團(tuán)、雜原子和化合物對(duì)不同的吸附所有明顯的吸附差別。在活化過(guò)程中，活性炭的表面會(huì)形成大量的羥基，羧基、羰基等含氧表面配合物，不同種類的含氧基團(tuán)是活性炭的活性位，它們能使活性炭表面呈現(xiàn)微弱的酸性，或性、氧化性、還原性、親木性和疏水性等，這些構(gòu)成了活性炭性能的多樣性，同時(shí)影響活性炭與活性組分的結(jié)合能力，一般而言，活性炭表面含氧官能團(tuán)中的酸性化合物越豐富，吸附極性化合物的效率越高，而堿性化合物較多的活性炭易吸附極性較弱的或非極性的物質(zhì)。
為了增強(qiáng)活性炭的吸附能力，常常對(duì)其進(jìn)行改性處理，通過(guò)化學(xué)氧化，還原以及負(fù)載等改性方法可使活性炭表面的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，增加酸堿基團(tuán)的相對(duì)含量可選擇吸附極性不同的物質(zhì)，或通過(guò)增加特定的表面雜原子或化合物來(lái)增強(qiáng)對(duì)特定吸附質(zhì)的吸附。
活性炭的特殊功能及室內(nèi)應(yīng)用
1.特殊功能
①利用活性炭物理吸附與化學(xué)吸附的協(xié)同作用，經(jīng)過(guò)孔經(jīng)調(diào)節(jié)工藝，使其具備與室內(nèi)有害氣體分子大小相匹配的孔隙結(jié)構(gòu)，完全吸附有害氣體而不是遮蓋或淡化氣味，從根本上清除室內(nèi)污染，
②活性炭能夠?qū)κ覂?nèi)所有有害氣體分子進(jìn)行吸附，同時(shí)具有調(diào)節(jié)催化等性能，能夠有效地吸附形成空氣中各種有害氣體與氣味的苯系物、鹵代烷烴，醛、酮、酸等有機(jī)物成分及空氣中的浮游細(xì)菌，殺滅霉菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、膿菌等致病菌，抑制流行性病原的傳播，具有去毒、吸味、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能，如表6-11所示。
③室內(nèi)環(huán)保指出:裝飾裝修所造成的室內(nèi)污染，其污染源揮發(fā)甲醛、苯、甲苯、氨氣、氧等是一個(gè)緩慢釋放過(guò)程，甚至將會(huì)持續(xù)3~15年，開(kāi)窗通風(fēng)法、化學(xué)噴除法、花卉去除法等只是迅速遮蓋或驅(qū)散已揮發(fā)的有害氣體，而不能根本去除緩慢釋放的有害氣體，而活性炭的吸附過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)效穩(wěn)定過(guò)程，基本與有害氣體的釋放過(guò)程相吻合，從而達(dá)到完全去除的效果。
①活性炭是選用綠色環(huán)保的果殼為原料，在加工時(shí)沒(méi)有添加任何化學(xué)成分，對(duì)人體副作用，同時(shí)又可避免噴劑等對(duì)家具造成的褪色、潮濕等。

柱形多孔活性炭等碳材料的儲(chǔ)氫，儲(chǔ)氫主要利用碳對(duì)氫氣分子的吸附作用儲(chǔ)氫、普通信性炭的儲(chǔ)氟密度很低、即使在低溫下也不到1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。超級(jí)送性安儲(chǔ)屬始于 20世紀(jì)70年代末，是在中低溫(77-273K)，中高壓(1~10MPs)下利用比表面積的活性炭作吸附劑的吸附儲(chǔ)氯技術(shù)，與其他儲(chǔ)氫技術(shù)相比，超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫具有經(jīng)濟(jì)、儲(chǔ)氫量高、解吸快，植環(huán)使用壽命長(zhǎng)和容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是一種植具潛力的儲(chǔ)裝方注)，周理用比表面積高達(dá)3000m/g的超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫，在-196℃.3MPs下儲(chǔ)氯密度為5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，但隨著溫度的升高，儲(chǔ)氫密度降低，室溫《MPs下的儲(chǔ)氫密度僅0.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
①碳納米纖維儲(chǔ)氫，碳納米纖維具有非常高的儲(chǔ)氫密度，白期等用流動(dòng)強(qiáng)化法制備的碳納米纖維(直徑約100mm)在室溫下的儲(chǔ)氫密度為10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)).
③碳納米管儲(chǔ)氫，由于納米材料研究熱潮的帶動(dòng)，以納米碳材料進(jìn)行儲(chǔ)氫成為研究的熱點(diǎn)。碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料主要有碳納米纖維和碳納米管等幾種，均具有優(yōu)良的儲(chǔ)氫性能，國(guó)內(nèi)外對(duì)碳納米管儲(chǔ)氫做了大量的研究，成會(huì)明學(xué)要得在10MPa下單壁碳納米管的儲(chǔ)氫密度為4.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，￥.Ye 等)報(bào)道在一293℃、12MPa下碳納米管的儲(chǔ)氫密度為8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，P.Chen等[)報(bào)道在380℃、常壓下碳納米管的儲(chǔ)氫密度達(dá)20.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
④ 納米石墨儲(chǔ)氫。納米石墨儲(chǔ)氫近年來(lái)也取得了較大的進(jìn)展，S.Orimo等[1]在1MPa氫氣氣氛中用機(jī)械球磨法制備的納米石墨粉，儲(chǔ)氫密度施球磨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，當(dāng)球磨80b后，氫濃度可達(dá)7.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，熱分析(TDS)出現(xiàn)了2個(gè)峰，解吸溫度在377~677℃。等用炸藥爆法制備了納米石墨粉，其結(jié)構(gòu)為六方結(jié)構(gòu)，納米晶平均粒度為1.86~2.61mm，比表面積為500~650m/g，在12MPa壓力條件下，儲(chǔ)氫密度僅為0.33%~
0.37%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
(2)碳材料儲(chǔ)氫機(jī)理的研究
①碳納米管儲(chǔ)氫機(jī)理。碳納米管儲(chǔ)氫機(jī)理研究主要包括氫氣在碳納米管內(nèi)的吸附性質(zhì)、氫在碳納米管中的存在狀態(tài)、表面勢(shì)和碳納米管直徑對(duì)儲(chǔ)氫密度的影響。氫氣在常溫下的吸附溫度和壓強(qiáng)都遠(yuǎn)氫氣的臨界溫度和臨界壓力(T,-240℃，P,=1.28kPa)，是一種超臨界狀態(tài)的吸附，根據(jù)吸附務(wù)理論。在納米孔中由于分子力場(chǎng)的相互疊加形成寬而深的勞阱，即使壓力非常低，吸附質(zhì)氫氣分子也很容易進(jìn)入勢(shì)阱中，并以分子簇的形式存在。

柱形多孔活性炭也是雙電層電容器(EDLC)使用多的電材料、早在1954年就有了以感世安貓于EDLC電級(jí)獲得的專件)
一般認(rèn)為、柱形多孔活性炭的比表面積越大、其比容就越高、通常認(rèn)為用大比表面積的電級(jí)材料來(lái)獲得高比容量，因?yàn)镋DLC主要靠電解液進(jìn)入活性炭的孔隙形成雙電裝存儲(chǔ)電荷、一般認(rèn)為水溶液中鍛材料中2nm的孔對(duì)形成雙電層比膠利、如小干2mm 以下的孔則很少有雙電層形成:對(duì)非水電解液則該孔徑為Smm、因?yàn)榭捉?jīng)過(guò)小時(shí)電解質(zhì)溶液很難進(jìn)入并浸澗這些微孔。因此這些微孔所時(shí)應(yīng)的裝面積就成為無(wú)效表面積、所以需要對(duì)活性炭的孔徑和比表面選擇一個(gè)佳范圍值，用以提高中孔的含量，充分利用有效表面積、從而增大電極
自20世紀(jì)70 年代以來(lái)，人們?yōu)榱双@得高比容量的AC電極材料進(jìn)行了大量的工作，目前用氫氧化鉀溶液活化的AC電極比容量高可達(dá) 400F/g*).張寶寶等采用 Co”真空浸潰、堿性處理的方法對(duì) AC電極進(jìn)行了修飾，結(jié)果麥明修飾后的AC 電極比容量提高了26.80%，電容器經(jīng)1000次循環(huán)，電容量?jī)r(jià)保持在91N以上。且該電容器漏電電流較小，其原因是Co修飾后的AC不僅產(chǎn)生服電腦電、還產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)的法拉第準(zhǔn)電容，是Co和AC協(xié)簡(jiǎn)作用的結(jié)果，鄧梅根等的實(shí)驗(yàn)表明，用比表面積為2000m/g、孔徑在2~2m的活性炭在水系和非水電解質(zhì)中獲得280F/g和120F/g的比容。這是目前活性碳材料所能達(dá)到的大比容
2炭凝膠
發(fā)凝膠(carbon scrogel)是一種質(zhì)輕、比表面積大、中孔發(fā)達(dá)、導(dǎo)電性好、電化學(xué)性能穩(wěn)定的碳材料，具有結(jié)構(gòu)可控性。

山東臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來(lái)，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：各種型號(hào)用途活性炭，廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過(guò)濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠，是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào)，覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境，產(chǎn)品營(yíng)銷全國(guó)，質(zhì)量穩(wěn)定如一，初心不改，一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
地址：山東臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村
柱形多孔活性炭制造與應(yīng)用技術(shù)
.玻璃碳
玻璃碳(glass-like carbon，簡(jiǎn)稱GC)的結(jié)構(gòu)模型含有閉殼的微孔，電導(dǎo)率高、力學(xué)性能好，但透氣率低。文越華等[61]認(rèn)為若想將玻璃碳的全部閉孔打開(kāi)，使其整體呈納米級(jí)的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)。則比表面積將有很大的提高，有望成為較理想的高功率電容電極碳材料。文越華等提出了新型的納米孔玻璃碳制備方法是以酚醛樹(shù)脂為原料，加入固化劑在250℃以下固化交聯(lián)，調(diào)節(jié)固化溫度以形成具有一定的交聯(lián)度而又保持較高揮發(fā)分的固化物。然后研磨成粉，適當(dāng)加壓成型使壓制體的顆粒之間留有一定的孔隙，炭化時(shí)揮發(fā)分易于擴(kuò)散排出，應(yīng)力作用大為減弱。因此，可快速升溫進(jìn)一步固化和炭化，并可使活化氣體能夠滲入體相，活化反應(yīng)物也能擴(kuò)散出來(lái)，從而制備出整體均被活化的納米孔玻璃碳，用作電化學(xué)電容器的電極材料性能良好。
竹炭基活性炭
劉洪波等[62]探討了竹炭基高比表面積活性炭作EDLC電極的充放電特性及其比電容與各種因素的關(guān)系。對(duì)炭化溫度、堿/炭比、活化溫度、活性炭收率與性能的影響及比電容與比表面和孔結(jié)構(gòu)的關(guān)系、EDLC的充放電特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，研究結(jié)果表明:控制適宜的炭化、活化工藝條件可制得雙電極比電容達(dá)55F/g的竹炭基高比表面活性炭。由它組裝的EDLC具有良好的充放電性能和循環(huán)性能。但是內(nèi)阻過(guò)高，大電流下充放電時(shí)電容量下降過(guò)大。其特點(diǎn):具有容量大、體積小、充放電簡(jiǎn)單快速、使用溫度范圍寬、電壓保持性好、充放電次數(shù)不受限制等[63]。
碳納米管是由石墨的碳原子層卷曲而成，是由單層或多層石墨卷成的無(wú)縫管狀殼層結(jié)構(gòu)，具有很大的比表面積，管徑在0.4~100nm范圍內(nèi)。碳納米管用于EDLC電極材料具有比活性炭高很多的比表面利用率。有報(bào)道顯示基于碳納米管薄膜電極的比表面積為430m/g時(shí)比容達(dá)到45F/g，理論上在清潔石墨表面的雙電容量為20μF/cm2，以此推算碳納米管電極的電容量達(dá)到理論 EDLC的57%，而活性炭電極2nm以下的孔對(duì)EDLC基本上沒(méi)有貢獻(xiàn)，從而限制了其電容量，所以對(duì)碳納米管來(lái)說(shuō)，由于孔隙形成，其孔徑在2~5nm之間。

山東臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來(lái)，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：各種型號(hào)用途活性炭，廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過(guò)濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠，是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào)，覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境，產(chǎn)品營(yíng)銷全國(guó)，質(zhì)量穩(wěn)定如一，初心不改，一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
活性炭在氣相中的應(yīng)用
工業(yè)生產(chǎn)排放的二氧化硫廢氣可分為兩類，有色冶煉廠等排放的高濃度廢氣，都以接觸氧化法回收硫酸:火電廠等鍋爐煙氣量大、濃度低，大都為0.1%~0.5%，如不予治理排放，嚴(yán)重污染空氣。
煙氣脫硫技術(shù)有兩百多種，目前火電廠應(yīng)用的僅約十種，常用的有濕式石灰石-石膏工藝、噴霧干燥工藝、爐內(nèi)噴鈣扣爐后增濕工藝、循環(huán)流化床工藝等，應(yīng)用活性炭治理工藝也在不斷開(kāi)發(fā)，已有較成熟的工業(yè)應(yīng)用。活性炭對(duì)煙氣中的二氧化硫吸附，在低溫(20~100℃)主要是物理吸附，在中溫(100~160℃)主要是化學(xué)吸附，活性炭表面對(duì)二氧化硫和氧的反應(yīng)具有催化作用，生成三氧化硫，從而與水生成硫酸;在高溫(>250℃)幾乎全是化學(xué)吸附。活性炭吸附二氧化硫而生成硫酸，回取、濃縮成70%硫酸，再可制磷肥。
國(guó)外煙氣脫硫的吸附床型有多種:例如日立工藝用固定床，Westvco工藝用沸騰床，住友BF工藝用移動(dòng)床，其中以移動(dòng)床工藝較為成熟，這種方法在再生時(shí)產(chǎn)生大量稀硫酸，產(chǎn)出高濃度的二氧化硫，可通過(guò)現(xiàn)有的成熟工藝轉(zhuǎn)變?yōu)榱螯S或濃硫酸等化工產(chǎn)品，變害為利，是一種除塵和脫硫率高的不產(chǎn)生二次污染的技術(shù);松木坪電廠采用活性炭吸附塔，入口二氧化硫濃度3200mL/m.效率>90%，100g活性炭吸附量>12.3g。脫除廢氣中的二氧化硫也可應(yīng)用裝填活性炭的滴流反應(yīng)器。影響反應(yīng)器性能的主要操作參數(shù)是氣體空速、床層溫度、操作周期、液體噴淋時(shí)間占整個(gè)周期的百分比以及噴淋液中的硫酸濃度。在較低的床層溫度下，升高溫度有利于二氧化硫的脫除，而在較高溫度下由于氣體溶解度的下降和床層過(guò)快失水，使溫度的影響不顯著。
活性炭浸漬含碘物作為催化劑，用于煙氣脫硫的優(yōu)點(diǎn)是:反應(yīng)過(guò)程中的碘能將二氧化硫催化氧化為硫酸，碘還原為碘化氫，碘化氫在活性炭上氧化為碘，從而循環(huán)反應(yīng)，大大提高了活性炭對(duì)二氧化硫的吸附量。炭表面形成了活性中心，從而促進(jìn)催化氧化的進(jìn)行。通過(guò)測(cè)定不同時(shí)間活性炭上三氧化硫的蓄積量的研究，發(fā)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程可分為兩個(gè)不同反應(yīng)機(jī)理的階段，在三氧化硫蓄積量小的情況下，三氧化硫?qū)Χ趸蚝脱醯奈讲划a(chǎn)生影響;在三氧化硫蓄積量達(dá)到一定程度后，則成為一種阻抑物。
治理含氮氧化物廢氣
氮氧化物(NO.)種類很多，主要的是一氧化氮和二氧化氮，也是形成酸雨和光化學(xué)煙霧前體的污染物。污染源來(lái)自燃料的燃燒、機(jī)動(dòng)車和硝酸氮肥等化工廠。大部分燃燒方式中排放物的主要成分為NO，占NO，總量的90%以上。
煙氣中脫除氮氧化物，即煙氣脫氮或煙氣脫硝的方法很多，可分為催化還原法、液體吸收法和吸附法。吸附法中常用的吸附劑是活性炭，活性炭對(duì)低濃度氮氧化物具有較高的吸附。

山東臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來(lái)，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：各種型號(hào)用途活性炭，廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過(guò)濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠，是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào)，覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境，產(chǎn)品營(yíng)銷全國(guó)，質(zhì)量穩(wěn)定如一，初心不改，一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
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中國(guó)活性炭在應(yīng)用歷史上簡(jiǎn)單分為三個(gè)階段：
⑴階段是20世紀(jì)40年代以前，中國(guó)制藥工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中使用活性炭量大，都用進(jìn)口貨，例如用Carboraffin牌的活性炭。
⑵第二階段自20世紀(jì)50年代初開(kāi)始，國(guó)產(chǎn)活性炭上市。1951年沈陽(yáng)和撫順的單管爐廠、青島的反射爐悶燒法廠、上好的電熱活化法廠，接著有氯化鋅活化法廠,1958年福建、杭州、廣州、煙臺(tái)、東北等地紛紛建廠,1966年太原斯列普活化法廠，隨后中國(guó)陸續(xù)開(kāi)設(shè)數(shù)以百計(jì)的斯列普爐廠。此外，還有不少的轉(zhuǎn)爐、粑式爐等工廠?？偵a(chǎn)能力從1951年的三五十噸猛增到20世紀(jì)80年代的近十萬(wàn)噸。
生產(chǎn)與應(yīng)用相互促進(jìn)，活性炭的應(yīng)用范圍被迅速開(kāi)拓。從原來(lái)單一的通用炭向多種的炭發(fā)展，例如凈水炭、糖炭、味精炭、油脂炭、黃金炭、載體炭、藥用炭、針劑炭、試劑炭等等，足見(jiàn)活性炭因國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上而應(yīng)用量速增，又因產(chǎn)量擴(kuò)大、成本降低而使出口量上升。中國(guó)活性炭的應(yīng)用，不僅在發(fā)展，而且進(jìn)入了國(guó)際市場(chǎng)。
⑶第三階段2003-至今；活性炭應(yīng)用于裝修污染治理，利用的造孔技術(shù)將活性炭，使其具備與室內(nèi)有害氣體分子大小相匹配的孔隙結(jié)構(gòu)，于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有對(duì)人體有害的氣體及空氣中的浮游細(xì)菌。具有吸味、去毒、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能，有效清除室內(nèi)環(huán)境污染成功應(yīng)用于裝修污染治理。目前市場(chǎng)上家用活性炭眾多，活性炭已走進(jìn)千家萬(wàn)戶，成為健康時(shí)尚的環(huán)保產(chǎn)品。