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活性炭吸附塔吸附的應用研究

瀏覽：發表時(shi)間：2018-11-29 09:47:37

由于(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭獨特的(de)吸(xi)附性(xing)(xing)能(neng)，活(huo)性(xing)(xing)炭已經廣泛應(ying)用于(yu)生(sheng)活(huo)的(de)各個方(fang)面(mian)，活(huo)性(xing)(xing)炭是(shi)以木(mu)屑等含碳(tan)物為原料，經碳(tan)化(hua)和活(huo)化(hua)制成。主要有粉狀(zhuang)和顆粒(li)狀(zhuang)兩種，多孔，比(bi)表面(mian)積(ji)大，發(fa)達的(de)孔隙結構，這都是(shi)活(huo)性(xing)(xing)炭優良(liang)的(de)吸(xi)附性(xing)(xing)能(neng)的(de)自接原因。

　　目前活性炭吸(xi)附設(she)備吸(xi)附的(de)應用有很多，如水(shui)處理、廢氣吸(xi)收、儲(chu)氫等(deng)方面。

　　一(yi)、活性炭(tan)吸(xi)附的一(yi)般性機理

　　１、物理結構

　　活性炭(tan)吸附(fu)塔(ta)性(xing)能(neng)(neng)主(zhu)要是(shi)(shi)與其獨特(te)(te)的(de)物理性(xing)質(zhi)有(you)關。活(huo)(huo)性(xing)炭孔(kong)壁的(de)總(zong)表面(mian)積(ji)一般高達５００～１７００㎡／ｇ，與其他(ta)吸附(fu)材料相(xiang)比，具有(you)小微(wei)(wei)孔(kong)（半(ban)徑(jing)為(wei)＜０．０２ｎｍ）特(te)(te)別(bie)發達的(de)特(te)(te)征，這也是(shi)(shi)活(huo)(huo)性(xing)炭吸附(fu)能(neng)(neng)力強、吸附(fu)容量大(da)的(de)主(zhu)要原因。其中小微(wei)(wei)孔(kong)決(jue)定了活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)總(zong)比表面(mian)積(ji)；過渡孔(kong)（半(ban)徑(jing)為(wei)０．０２～１ｎｍ）起著(zhu)重要的(de)通道作(zuo)用；大(da)微(wei)(wei)孔(kong)（半(ban)徑(jing)為(wei)１～１００ｎｍ）則是(shi)(shi)該吸附(fu)材料微(wei)(wei)觀體(ti)系的(de)人口(kou)。

　　２、化學性能

　　活性炭的表面(mian)有豐富的官(guan)能(neng)(neng)團，一般可分為含(han)氧官(guan)能(neng)(neng)團和含(han)氮官(guan)能(neng)(neng)團，這些官(guan)能(neng)(neng)團賦子了活性炭獨特的化(hua)學性能(neng)(neng)，能(neng)(neng)與多種物(wu)質進行結(jie)合。其中含(han)氧官(guan)能(neng)(neng)團主要(yao)有酚(fen)羚基(ji)、羧(suo)基(ji)、羰基(ji)、內酯基(ji)、嘧(mi)啶等；含(han)氮官(guan)能(neng)(neng)團有酰胺、酰亞胺、乳胺基(ji)、類毗咯基(ji)等。

　　二、活性炭吸附的(de)應(ying)用研究(jiu)

　　１、活性(xing)炭吸附在水處(chu)理(li)方面的應用(yong)

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附在水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)方(fang)(fang)面的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)為廣(guang)泛(fan)。近年來，內分泌干擾(rao)物的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)環境污(wu)染(ran)問題已經引起了(le)人們的(de)(de)(de)(de)廣(guang)泛(fan)關注，特別是在作(zuo)為飲用(yong)水(shui)(shui)(shui)源的(de)(de)(de)(de)地表(biao)水(shui)(shui)(shui)中也(ye)檢(jian)測到了(le)大量的(de)(de)(de)(de)內分泌干擾(rao)物質（ＥＤＣｓ），主要包括天(tian)然的(de)(de)(de)(de)與(yu)合成的(de)(de)(de)(de)固醇類(lei)、植物雌、殺蟲(chong)劑、表(biao)面活(huo)(huo)性(xing)劑以及(ji)多氯聯苯等物等，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對(dui)酚類(lei)內分泌干擾(rao)物的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附能(neng)力受水(shui)(shui)(shui)中有(you)(you)機物與(yu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)物化(hua)性(xing)質的(de)(de)(de)(de)影響較大，通過一定的(de)(de)(de)(de)改性(xing)處(chu)理(li)(li)獲得孔(kong)結構(gou)與(yu)表(biao)面化(hua)學性(xing)質均有(you)(you)利于(yu)去除水(shui)(shui)(shui)中有(you)(you)機污(wu)染(ran)物的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，并將其用(yong)于(yu)給(gei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)深度處(chu)理(li)(li)，對(dui)于(yu)提(ti)高(gao)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附能(neng)力、使用(yong)壽命及(ji)確保(bao)出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質　　　都具(ju)有(you)(you)重要意義。河水(shui)(shui)(shui)污(wu)染(ran)問題日(ri)趨嚴重，凈(jing)化(hua)河水(shui)(shui)(shui)也(ye)成為亟待(dai)解(jie)決的(de)(de)(de)(de)問題。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附在水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)上(shang)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)已經日(ri)趨成熟，具(ju)有(you)(you)極大的(de)(de)(de)(de)實用(yong)價值，但單單只靠運用(yong)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附來達到很好的(de)(de)(de)(de)效果已經很難，這需要其他方(fang)(fang)法的(de)(de)(de)(de)配(pei)合使用(yong)。

　　２、活性炭吸附在廢氣(qi)吸收上(shang)的應(ying)用

　　廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)常見(jian)的(de)(de)(de)也熟悉的(de)(de)(de)是ＣＯ２，天上飛的(de)(de)(de)，地上跑的(de)(de)(de)，無一(yi)小在(zai)向大氣(qi)(qi)中排(pai)(pai)放著ＣＯ２，而煤等石化(hua)燃料(liao)的(de)(de)(de)消耗是主要(yao)的(de)(de)(de)原因，這也驅使研(yan)究者(zhe)尋找一(yi)種可靠的(de)(de)(de)回收(shou)ＣＯ２的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)。而分(fen)離(li)和(he)回收(shou)ＣＯ２常用(yong)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)是活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)法(fa)(fa)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)作為一(yi)種優良的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)分(fen)離(li)材料(liao)，具(ju)有(you)(you)(you)比表(biao)面積大、孔(kong)結構(gou)發達、化(hua)學性(xing)質(zhi)穩定、耐酸耐堿等特(te)點。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)優良的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)性(xing)能(neng)主要(yao)取決(jue)于(yu)其特(te)殊的(de)(de)(de)孔(kong)結構(gou)，由于(yu)存在(zai)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)微孔(kong)和(he)中孔(kong)，使活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)具(ju)備高(gao)(gao)的(de)(de)(de)比表(biao)面積和(he)吸(xi)(xi)附(fu)容量(liang)(liang)。制備條件的(de)(de)(de)小同使得(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)孔(kong)結構(gou)具(ju)有(you)(you)(you)可調(diao)性(xing)。當(dang)今工業的(de)(de)(de)高(gao)(gao)速(su)發展，必然(ran)(ran)會導致各種廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)排(pai)(pai)放量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增加。尤其是化(hua)工行業，比如涂料(liao)、樹脂、皮革(ge)、印刷等，會排(pai)(pai)放大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)，雖然(ran)(ran)治理有(you)(you)(you)機(ji)廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)，研(yan)究人員已經有(you)(you)(you)了一(yi)些卓有(you)(you)(you)成(cheng)效(xiao)的(de)(de)(de)控制技術，比如熱破壞法(fa)(fa)、冷凝法(fa)(fa)等。但吸(xi)(xi)附(fu)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)應用(yong)為廣泛。又由于(yu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)本(ben)身的(de)(de)(de)特(te)性(xing)，其又是常用(yong)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑。

　　３、活性炭吸附(fu)在儲(chu)氫上的應用

　　氫具有(you)高揮發性、高能量(liang)，是能源載體和燃(ran)料，同時(shi)氫在工業(ye)生產(chan)中也有(you)廣泛應用。由于氫的廣闊的應用前(qian)景，尋找(zhao)一種儲氫方式也成為必然。