21世紀(jì)以來(lái),類似于金屬-有機(jī)框架的多孔固體材料為氫的吸收儲(chǔ)存開(kāi)辟了新的發(fā)展方向。有學(xué)者在溫和條件下將活性炭引入到金屬-有機(jī)框架材料中,合成了具有高比表面積的活性炭-金屬-有機(jī)框架混合材料,在77K、10 MPa條件下,對(duì)氫的吸附量從8.2%提高到了13.5%??刂瞥?jí)活性炭制備工藝,得到適宜儲(chǔ)氫的比表面積和孔徑大小及分布,進(jìn)而進(jìn)行表面修飾,在室溫及中等壓強(qiáng)下,提高儲(chǔ)氫量是超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫研究及應(yīng)用的關(guān)鍵。
用于煙氣治理
活性炭材料在脫硫脫硝過(guò)程中,因其處理效果好、投資運(yùn)行費(fèi)用低、實(shí)現(xiàn)資源化、且易于再生利用等優(yōu)點(diǎn)而引人注目,但是,單一的活性炭脫硫,速度慢,效率低。在提高活性炭脫硫的性能的過(guò)程中,改性活性炭引起重視,它能克服普通活性炭的某些缺點(diǎn)和限制,被認(rèn)為是有前景的脫硫劑之一;另有研究表明,以亞鐵鹽和銅鹽配方處理的活性炭對(duì)氨有很好的吸附性能。
熱再生法
熱再生法是應(yīng)用成熟的活性炭再生方法。處理有機(jī)廢水后的活性炭在再生過(guò)程中,根據(jù)加熱到不同溫度時(shí)有機(jī)物的變化,一般分為干燥、高溫炭化及活化3個(gè)階段。在干燥階段,去除活性炭上的水分等可揮發(fā)性成分。高溫炭化階段是使吸附在活性炭上的部分有機(jī)物汽化脫附,部分有機(jī)物發(fā)生分解,以小分子物質(zhì)脫附出來(lái),殘余的成分留在活性炭孔隙內(nèi)成為固定炭。活化階段是通入CO2、CO或水蒸氣等氣體,清理活性炭?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)的微孔,使其恢復(fù)吸附活性。再生工藝的核心是活化階段。
熱再生法的再生效率比較高,時(shí)間短,應(yīng)用比較范圍廣泛,但再生過(guò)程中炭損失較大,可達(dá)5%~10%。同時(shí)再生后的炭機(jī)械強(qiáng)度有所下降,吸附效率也會(huì)有所降低,多次重復(fù)再生后喪失吸附性能。
濕式氧化再生法
濕式氧化再生法是指在高溫高壓的條件下,用氧氣或空氣作為氧化劑,將處于液相狀態(tài)下吸附的有機(jī)物氧化分解成小分子物質(zhì)的一種處理方法濕式氧化再生法操作比較簡(jiǎn)單、對(duì)吸附能力的影響小,炭損失率較低,通常適合處理毒性高,生物難降解的有機(jī)物。 [10]
以上均為傳統(tǒng)再生方法,通常,傳統(tǒng)的活性炭再生方法還有以下共同的不足:①活性炭損失較大;②再生后吸附能力會(huì)有明顯下降;③再生時(shí)產(chǎn)生的尾氣會(huì)造成二次污染。 [10] 隨著科技發(fā)展,出現(xiàn)了一些新興再生方法
微波輻射再生法
微波輻射再生法是采用熱再生法的原理而逐漸發(fā)展起來(lái)的活性炭再生方法?;钚蕴克降奈劫|(zhì)中大多數(shù)是強(qiáng)極性物質(zhì),它們比活性炭吸收微波的能力強(qiáng),因此可以用熱解吸的方法來(lái)再生。吸附的極性分子,由于微波輻射誘導(dǎo)而極化,相互碰撞、摩擦產(chǎn)生高熱量,從而將微波能量轉(zhuǎn)化為熱能。被吸附的水和有機(jī)分子受熱揮發(fā)和炭化,孔道重新打開(kāi),恢復(fù)吸附活性。同時(shí),活性炭本身吸收微波而升溫,因溫度過(guò)高而燃燒,導(dǎo)致燃燒失去一部分炭,炭孔徑擴(kuò)大。 [10]
微波再生方法的特點(diǎn)是加熱時(shí)間短、再生,同時(shí)因?yàn)榧訜徇^(guò)程中是進(jìn)行選擇性加熱,能耗很低。然而,微波再生方法還不夠成熟,很多重要問(wèn)題需要亟待解決:①微波加熱的機(jī)理研究不夠深入,需要建立模型,獲得更均勻的微波場(chǎng);②微波發(fā)生器大多由家用微波爐改裝,的微波再生加熱裝置亟待設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。