柱形多孔活性炭吸附原理
柱形多孔活性炭在制備過程中,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)、雜原子和化合物對不同的吸附所有明顯的吸附差別。在活化過程中,活性炭的表面會形成大量的羥基,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)。
為了增強活性炭的吸附能力,常常對其進(jìn)行改性處理,通過化學(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)的相對含量可選擇吸附極性不同的物質(zhì),或通過增加特定的表面雜原子或化合物來增強對特定吸附質(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、氧等是一個緩慢釋放過程,甚至將會持續(xù)3~15年,開窗通風(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,而活性炭的吸附過程是一個長效穩(wěn)定過程,基本與有害氣體的釋放過程相吻合,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,在加工時沒有添加任何化學(xué)成分,對人體副作用,同時又可避免噴劑等對家具造成的褪色、潮濕等。
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,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多個型號,覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境,產(chǎn)品營銷全國,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
柱形多孔活性炭薄膜用于室內(nèi)空氣凈化濾器隨著空氣凈化器的普及,希望能夠提高它的性能,特別是希望能夠有立即能達(dá)到凈化效果的即效性空氣凈化器。為了滿足這種要求,作為必需的空氣凈化濾器的特性,要能進(jìn)行大風(fēng)量的處理,空氣凈化濾器的壓力損失要小,且吸附氣體的速度要快。減小粒徑可以提高活性炭的吸附速度,但是當(dāng)粒徑小于500μm時,操作性能非常差,同時壓力損失也變大,普通活性炭填充方式不能使用。作為操作性能的空氣凈化迪器材料而開發(fā)出來的微粒狀活性炭薄膜,是將吸附速度和壓力損失在高水平上統(tǒng)一起來的可以作為空氣凈化濾器使用的產(chǎn)物。作為微粒狀活性炭的粒徑,可以根據(jù)使用目的,在粒徑范圍100~500μm的活性炭中任意選擇:單位面積薄膜中的活性炭質(zhì)量,可以根據(jù)使用目的,在50-300g/m范圍內(nèi)任意設(shè)定,薄膜中的活性炭含量可高達(dá)80%的程度。如此成型而成的薄膜厚度為0.3~2mm,能進(jìn)行褶皺成型加工,這是能夠同時滿足壓力損失小、吸附速度快兩個矛盾的性質(zhì)并能加工成空氣凈化濾器的一個關(guān)鍵。微粒狀活性炭薄膜經(jīng)過折皺加工,能夠很容易地折疊形成空氣凈化濾器的開口面積20~30倍程度的面積,能夠把通過微粒狀活性炭薄膜的線速度減少至空氣凈化濾器的面上風(fēng)速的1/30~1/20。使用微粒狀活性炭薄膜時,與除塵薄膜濾材積層而成的除塵脫臭復(fù)合薄膜,通過褶皺能夠很容易地制造除塵機能與脫臭機能一體化的空氣凈化濾器。不僅降低成本,而且能有效地利用空氣凈化濾器的容積,同時還能提高除塵機能與脫臭機能。
(3)新型室內(nèi)空氣凈化器新型室內(nèi)空氣凈化器基本原理見圖6-14。由纖維過濾層和活性炭-納米TiO:復(fù)合光催化凈化層組成。其中,纖維過濾層與一般空氣過濾器的功能相似,主要用于去除室內(nèi)空氣中的固體顆粒污染物及附著于其上的微生物,活性炭-納米TiO:復(fù)合光催化凈化層用于去除揮發(fā)性有機物,所謂活性炭-納米TiO:復(fù)合光催化凈化體,也即利用吸附劑活性炭與光催化劑納米TiO:復(fù)合的方法,在支承體表面上黏結(jié)活性炭形成吸附層,然后再將納米TiO:負(fù)載在活性炭粉末顆粒上形成外層的光催化層。
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材料來獲得高比容量,因為EDLC主要靠電解液進(jìn)入活性炭的孔隙形成雙電裝存儲電荷、一般認(rèn)為水溶液中鍛材料中2nm的孔對形成雙電層比膠利、如小干2mm 以下的孔則很少有雙電層形成:對非水電解液則該孔徑為Smm、因為孔經(jīng)過小時電解質(zhì)溶液很難進(jìn)入并浸澗這些微孔。因此這些微孔所時應(yīng)的裝面積就成為無效表面積、所以需要對活性炭的孔徑和比表面選擇一個佳范圍值,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,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 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),電容量價保持在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)簡作用的結(jié)果,鄧梅根等的實驗表明,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。