碳材料的结构性质汇总PPT课件

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❖ 1938年布朗诺尔、埃米特、泰勒 (Brunauer, Emmett, Teuer) 3人在朗格 谬尔(Langmuir)动力学吸附理论的基 础上，提出了多分子层吸附理论(简称 BET理论)和著名的BET方程。
❖ 1943年美国匹斯堡活性炭公司(现在的 Calgoh公司)首次采用烟煤压块、水蒸 气活化工艺制造军用活性炭。
❖ 1911年在维也纳附近的Fanto工厂 首次用水蒸气活化法生产出Eponit 粉状炭，1913年又用氯化锌活化法 生产出防毒面具用的粒状活性炭。
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❖ 从20世纪初至20世纪中期，由于 战争的原因，防毒面具用活性炭 和糖厂用的脱色炭有很大发展。
❖ 第二次世界大战开始后，要求可 靠性更高的防毒面具，煤开始作 为生产活性炭的原料，出现了压 块、压伸工艺制造技术。
上一堂课的主要内容
❖ 生物质、生物质能、生物质资源、生物质能 的特点、生物质能转化的技术路线
❖ 生物质气化、生物质气化基本原理与过程、 生物质气化工艺流程
❖ 植物资源液化
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第四章 活性炭的结构和性能
❖ 第一节 、活性炭的基本概念 ❖ 第二节、活性炭的微结构 ❖ 第三节、活性炭的孔隙结构 ❖ 第四节、活性炭的化学结构 ❖ 第五节、活性炭的吸附性能 ❖ 第六节、活性炭的质量指标
❖ 工业应用促使活性炭吸附理论和空隙结构研 究有很大进展。
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❖ 苏联学者杜宾宁(Dubinin)等人发展了 Polanyi的吸附势理论，提出了体积填 充理论和计算活性炭孔分布的D-R ( Dubinin-Radushkevioh)和D-A (Dubinin-Astakhor)方程，成为当今人 们研究活性炭孔结构的重要理论和方 法。
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❖ (3)、成长期(1925-1950)，20年代初期 在欧洲，活性炭的用途已扩大到矿物油、 植物油和化学药品的精制。
❖ 1926年以后，活性炭制法研究集中在荷 兰，而理论方面研究集中在德国。
❖ 1929年以后，在美国开始把粉状活性炭 用于水处理(每年2000-3000 t)。这时原 料使用相当广泛，扩展到用果壳、核、 泥煤等。活化方法也多种多样，理论研 究进一步深化。
但这些都是在实验里完成的， ❖ 工业化设备、材料、工程理论问题没能得到
解决。
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❖ 谢勒(Sheele)在1773年、方塔纳 (Fontana)在1777年分别发现木炭能吸 附大量的气体及空气。
❖ 1785年，洛维茨证实木炭能使某些液 体脱色。这一发现导致木炭于1794年 在英国精制糖厂中首次获得工业应用。
❖ 18世纪末，人们首次发现木炭的吸附 能力
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❖ (2)、工业生产出现(1900-1925年)： 1900-1901年，奥斯特雷杰科(Ostrejko) 发发明了金属氯化物和植物原料混合来 制造活性炭的两项专利。1909年以木 炭为原料用气体法在欧洲开始生产粉状 活性炭，1911年荷兰NORTE炭出售(后 成为命名的糖用碳)，
❖ 从19世纪中叫开始研究“用量少、效果好”的脱色 吸附剂，活化炭的研究走上了轨道，
❖ 二十世纪初欧洲诞生了活性炭工业。
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日本学者柳井弘提出，把活性炭工业的 建立和发展分为四个时期：
❖ (1)、工业化前(1900年以前) ❖ 1制8脱56色年炭已的有，用麦粉、焦油和MgCO3混合加热 ❖ 1868年开始用纸厂废物拌和磷酸烧制脱色炭。
❖ 1、企业发展 ❖ 我国的活性炭工业初创于50年代， ❖ 60-70年打基础，前30年经过马鞍形、螺旋式曲
折发展历程、基本上建成了独立、完整、初具 规模的工业体系。 ❖ 目前．年产量达10余万t，仅次于美国、俄罗斯、 日本居世界第4位，比初期增长3000余倍，翻了 30多番； ❖ 活性炭工业产值在整个林化产品个仅次于纸和 松香居第3位。
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在活性炭工业的发展史上，
有代表性的事件记录如下：
❖ 1949年，沈阳东北制药总厂多管炉投产：(木炭原料，粉状药用 碳)、
❖ 1951年，青岛东风化工厂焖烧炉投产(木屑原料，粉状药用炭等)。 ❖ 1957年，上海新中国化工厂建成氯化锌法土法生产车间(木屑原
料，糖用粉状炭)；接着在杭州木材厂建成了同样的车间。 ❖ 1960年，在太原908厂建成斯列普炉，国家重点项日活性炭最大
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❖ 从20世纪70年代初开始，随着现代工 业和环境科学的发展，出现了许多活性 炭新品种和新应用，如球形炭、浸渍炭、 纤维活性碳等。
❖ 活性炭的产量和质量也在不断提高，至 80年代末全世界活性炭年销售量约60 万吨，
❖ 其中以煤为原料加工制成的活性炭占 60%以上。
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三、我国活性炭工业的创立与发展
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第一节 、活性炭的基本概念
一、活性炭是什么?(定义)
❖ 活性炭（AC: activated carbon）是由含碳材料制成 的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、表面积大，吸 附能力强的一类微晶质碳素材料。
❖ 分子式：C；分子量：12.011；熔点：3652℃；沸 点：4827℃，3652℃升华。有多孔结构和对气体、 蒸气或胶态固体有强大吸附本领的炭。每克的总表 面面积可达500～1000平方米；密度为1.9～2.1； 表观密度约0.08～0.45。含碳量10%～98%。
❖ 德国和日本采用挤压成型制造柱状活 性炭。在此期间，基础性研究也有了 一些进展。
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❖ (4)、新发展期(1950—1975年)。第二次世界 大战源，活性炭用途 已扩大到空气净化、废水处理、香烟滤嘴等 方面、原料来源转向煤、石油。多层耙式炉、 流动床炉等气体活化法逐步扩大，药品(氯化 锌)活化法逐渐减少、再生技术提上日程，进 入现代化工业水平。这时在美国活性炭的应 用巳遍及17个行业，如自来水、工业用水净 化，气体净化、分离，溶剂回收，制糖等。
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二、活性炭工业历史与现状
❖ 活性炭工业历史： ❖ 在公元前1550年埃及就用于医药， ❖ 公元前2世纪印度用于滤水， ❖ 长沙马王堆出土的汉墓木椁用木炭来吸潮、防腐， ❖ 明朝李时珍在《木草纲目》中记述果核烧炭可治疗
腹泻和肠胃病。
❖ 到中世纪，木炭用于糖液脱色精制．以后发现骨炭 有更大的脱色力，