果殼活性炭的表面物理結(jié)構(gòu)特性及改性的知識(shí)介紹

1 果殼活性炭的表面物理結(jié)構(gòu)特性及改性
1.1 果殼活性炭的表面物理結(jié)構(gòu)
果殼活性炭的表面物理結(jié)構(gòu)主要是指孔徑分布、比表面積和微孔容積等。
果殼活性炭的孔徑分布是影響吸附容量的主要因素。這是因?yàn)橛捎诜肿雍Y的作用，尺寸較大的吸附質(zhì)分子不能進(jìn)入孔直徑比其小的孔內(nèi)，按照分子尺寸和細(xì)孔直徑之間的關(guān)系所劃分的吸附狀態(tài)如圖1所示[6]。吸附狀態(tài)主要有：
(1)當(dāng)吸附質(zhì)分子大于孔直徑時(shí)，因分子篩的作用，分子無(wú)法進(jìn)入孔內(nèi)，起不到吸附的作用。
(2)當(dāng)吸附質(zhì)分子約等于孔直徑時(shí)，果殼活性炭的捕捉能力非常強(qiáng)，但僅適用于極低濃度下的吸附。
(3)當(dāng)吸附質(zhì)分子小于孔直徑時(shí)，在孔內(nèi)會(huì)發(fā)生毛細(xì)凝聚作用，使得果殼活性炭的吸附量大。
(4)當(dāng)吸附質(zhì)分子遠(yuǎn)小于孔直徑時(shí)，吸附質(zhì)分子雖然易發(fā)生吸附，但也較容易發(fā)生脫附，脫附速度很快，而且低濃度下的吸附量小。
 
根據(jù)資料報(bào)道,對(duì)吸附劑利用率最高的孔徑和吸附質(zhì)分子直徑的比值為1.7～3.0為宜，對(duì)需要重復(fù)再生的吸附劑這一比值為3～6或更高為宜[7]。
1.2 果殼活性炭的表面物理結(jié)構(gòu)改性
一般來(lái)說(shuō)，果殼活性炭表面物理結(jié)構(gòu)特性的改性方法有3種：物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)聯(lián)合法，而后兩種方法較常用[8]。
物理法：物理改性法通常包括兩個(gè)步驟:首先是對(duì)原料進(jìn)行炭化處理以除去其中的可揮發(fā)成分，然后用合適的氧化性氣體(如水蒸氣、二氧化碳、氧氣或空氣)對(duì)炭化物進(jìn)行活化處理。通過(guò)開孔、擴(kuò)孔和創(chuàng)造新孔形成發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)。
閆聯(lián)生等[9]采用預(yù)氧絲炭化、活化制備果殼活性炭纖維，研究了制備工藝對(duì)活化效率的影響，并對(duì)果殼活性炭纖維的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理吸附性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，活化后纖維表面微孔增加，平均孔徑變小，纖維中炭含量減少、氧含量增加。CO2－N2活化處理更容易得到微孔豐富的果殼活性炭纖維。
化學(xué)法：化學(xué)改性法主要是將含碳物料與不同的化學(xué)藥品均勻混合或浸漬，在一定溫度下經(jīng)過(guò)炭化和活化，并回收化學(xué)藥品后得到具有更加豐富的微孔果殼活性炭。常用的活化劑有堿金屬、堿土金屬的氫氧化物、無(wú)機(jī)鹽類以及一些酸類。目前應(yīng)用較多、較成熟的化學(xué)活化劑有KOH、NaOH、ZnCl2、CaCl2和H3PO4等。
詹亮等[10]采用氫氧化鉀對(duì)普通的煤焦果殼活性炭進(jìn)行改性，制得比表面積高達(dá)3 886 m2/g的超級(jí)果殼活性炭，從而大大提高了果殼活性炭的吸附能力。邢偉等[11]按一定的比例在普通果殼活性炭中加入堿性復(fù)合活化劑和活化助劑，在氮?dú)鈿夥罩谐绦蛏郎鼗罨缓笤诘獨(dú)鈿夥罩欣鋮s，改性得到了比表面異常發(fā)達(dá)、微孔分布集中的超級(jí)果殼活性炭。
物理化學(xué)聯(lián)合法：物理化學(xué)聯(lián)合改性法是將物理活化及化學(xué)活化兩種方法結(jié)合起來(lái)所采用的改性方法。此法使果殼活性炭的制備變得更加靈活。Caturla等[12]以核桃殼為原料，采用ZnCl2化學(xué)活化，然后用CO2于850 ℃進(jìn)行物理活化，進(jìn)一步開孔和拓孔，用此法可制得比表面積高達(dá)3 000 m2/g的改性果殼活性炭。Molina Sabio等[13]先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68%～85%的H3PO4在85 ℃下浸泡木質(zhì)纖維素2 h，然后將浸泡樣在450 ℃下炭化4 h，再將H3PO4活化樣用蒸餾水清洗，用CO2在825 ℃處理，結(jié)果獲得了比表面積達(dá)3 000 m2/g、總孔容達(dá)2 mL/g的超級(jí)果殼活性炭。 鞏義市東方凈水材料有限公司，是繼鞏義市東方給排水材料廠的基礎(chǔ)上改制的新型股份制企業(yè)。二十多年來(lái)公司本著“追求品質(zhì)；盡善盡美”的企業(yè)經(jīng)營(yíng)理念，不斷開發(fā)聚合氯化鋁等凈水藥劑，擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模，生產(chǎn)設(shè)備一流，技術(shù)力量雄厚。產(chǎn)品已有聚合氯化鋁擴(kuò)展到環(huán)保填料等六大系列，三十多個(gè)品種。質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)內(nèi)同行業(yè)之首，它適用于各種過(guò)濾器、離子交換器、無(wú)閥濾池、虹吸濾池、移動(dòng)式供水設(shè)備及微濾、超濾、反滲透、游泳池、海水淡化等水處理設(shè)備，是自來(lái)水公司、污水處理廠、造紙、制藥、釀造、電力、冶金、ú氣、紡織、印染、石油、化工行業(yè)的理想產(chǎn)品，用戶遍布全國(guó)20多個(gè)省、市及出口東南亞國(guó)際市場(chǎng)。
東方凈水水處理的行業(yè)知識(shí)：

http://www.gydfjs.com

http://www.dfhxt.com

http://www.dfjspam.com

東方24小時(shí)服務(wù)熱線：0371-64366368 13503822368
東方凈水在線QQ：414222901
東方凈水聯(lián)系人：張經(jīng)理