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活性炭吸附及应用ppt课件

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活性炭吸附重金属ppt课件

活性炭吸附重金属ppt课件
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
一、研究意义与背景
二、重金属的去除方法 三、活性炭对重金属的吸附 四、吸附剂的改性方法 五、结论
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在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
生活饮用水标准
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二、重金属的去除方法
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在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
二、重金属的去除方法
物理化学法
1、膜分离技术 包括：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透。 微滤膜为 0.1 m 级别孔径的膜，用来去除悬浮颗粒物、 藻类、细菌等； 超滤膜为 0.01 m 级别的膜，用来去除小的胶体和病毒； 纳滤和反渗透都可以用来去除金属离子，但反渗透去除 体积更小的离子，孔径为 0.01 m 级别和纳米级别。
二、重金属的去除方法
2、重金属捕集剂
重金属捕集剂能与重金属离子发生强力螯合作用，迅速 生成不溶于水、含水量低、易过滤分离的絮状沉淀，从而 去除重金属离子。 3、离子交换法
最常用的离子交换树脂是带有磺酸基团(-SO3H)的酸性树 脂，和带有羧基基团(－COOH)的弱酸性树脂。

常用吸附剂 活性炭ppt课件

常用吸附剂 活性炭ppt课件
• 这些特点使其在催化剂载体、储氢材料、超级电容、锂离子二次电池 和隐形材料等领域都得到广泛的研究。
• 制备方法：气相氧化法、液相氧化法和固相氧化法。 • 无论那一种方法，都是将碳纳米管经活化处理及后处理得到活性炭纳
米管。
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4 应用实例
（三）活性炭纤维
• 活性炭纤维（ACF）是继粉末活性炭（PAC）和粒状活性炭（GAC） 之后的第三代活性碳材料。
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1 简介
活性炭又称活性炭黑。是黑 色粉末状或颗粒状的无定形 碳。活性炭主成分除了碳以 外还有氧、氢等元素。活性 炭在结构上，由于微晶碳是 不规则排列，在交叉连接之 间有细孔，活化时会产生碳 组织缺陷，因此它是一种多 孔性含碳物质，具有很强的 吸附能力。它不仅可以作为 吸附剂，还可以作为脱色剂 和催化剂载体，使它在化学 工业、国防工业、环境保护、 食品工业等方面得到了广泛 的应用。
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4 应用实例
（一）活性炭微球
• 球形活性炭是20世纪70年代后期由日本、美国、联邦德国和苏联等工业 发达的国家研制开发成功的一种高档活性炭新品种，80年代后后期逐渐 进入工业化阶段。
• 球形活性炭具有均匀的球形外表，表面光滑、力学强度高、比表面积大、 耐磨损、耐腐蚀，长期使用掉屑少，产品杂质含量低等优点。
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2 制备工艺流程
2.2.1、影响炭活化的主要因素 • (1) 活化温度的影响 • 活化是炭和活化剂在高温下进行的反应。随着温度的升高，
反应速度加快，活化速率加大，但是太高易造成不均匀活 化。在不同的活化温度下，生产的活性炭孔结构不同。活 化温度过高，微孔减少，吸附力下降。一般水蒸气活化法 的活化温度控制在800-950℃，烟道气的活化温度控制在 900-950℃，空气的活化温度控制在600℃左右。

碳材料科学ppt课件

碳材料科学ppt课件
碳纳米管和石墨烯有可能将碳元素的独特性 发挥到极工业：轴承、密封元件、制动元件等； ➢ 电子工业：电极、电波屏蔽、电子元件等； ➢ 电器工业：电刷，集电体、触点等； ➢ 航空航天：结构材料，绝热、耐烧蚀材料等； ➢ 核能工业：反射材料，屏蔽材料等； ➢ 冶金工业：电极，发热元件，坩锅、模具等； ➢ 化学工业：化工设备，过滤器等； ➢ 体育器材：球杆，球拍，自行车等； ➢ …………
第四部分 炭的表面化学（4学时）
第五部分 石墨层间化合物（2学时）
第六部分 炭科学研究的新进展（4-6学时）
一、金刚石薄膜
二、富勒烯与纳米洋葱
三、纳米碳管 四、碳包覆纳米金属晶
考试：2学时
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考核：
1、出勤计入成绩（权重10%）； 2、平时作业/报告成绩（权重20 %）； 2、期末试卷考试（权重70% ）。
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第二代 炭材料
★ 烧结炭材料 利用炭的物理性质（导电、耐热、耐腐 蚀、耐摩擦等），用于炭砖、炼钢、炼 铝等（电极、电刷、各种机械、化工用 炭、原子反应堆用炭等）
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第三代 炭材料
以炭纤维（CF）为代表的新型炭材料(结构 和功能材料)纷纷出现，是炭材料的大发展 时期，也是炭科学形成的时期
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材料
6
Ordered Mesoporous Carbons from the Carbonization of as-synthesized Silica/Sucrose/Triblock copolymer Nanocomposites
碳的六方有序孔道
7
锂离子二次电池电极材料
电流
正极
隔膜
电子 负极
炭 纤 维
针
状
高导热材料,发泡炭、高级粘

吸附热力学-吸附及吸附过程PPT课件

吸附热力学-吸附及吸附过程PPT课件

1.2 吸附热力学
✓气体混合吸附的Lngmuir等温式
两式联立解得qA，qB分别为：
A
apA
1apAa'
pB
B
apB
1apAa'
pB
对i种气体混合吸附的Lngmuir吸附公式为：
i
ai pi
i
1 a i p i
1
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2021
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3）Langmuir吸附等温式
1.2 吸附热力学
Langmuir吸附等温式的缺点： ①假设吸附是单分子层的，与事实不符。 ②假设表面是均匀的，其实大部分表面是不均匀的。 ③在覆盖度q 较大时，Langmuir吸附等温式不适用。
✓它意味着吸附热与覆盖度无关。它适用于覆盖度不太大 的情况，
✓Langmuir公式只适用于固体表面的单分子层吸附，它仅 适用于Ⅰ型等温线的气体吸附。
✓Langmuir吸附等温式既适用于物理吸附又适用于化学吸附。
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4）BET 吸附等温式
1.2 吸附热力学
为了解决更多的实验问题，1938年， Brunauer(布诺尔)、 Emmett (埃 米特)和Teller (特勒)三人在朗缪尔单分子层吸附理论基础上提出多分子层 吸附理论（公式），简称BET理论（公式）。
第一章 吸附及吸附过程
1.2 吸附热力学
(1) 吸附等温线 (2) 吸附等压线 (3) 吸附等量线 (4) 吸附等温方程 (5) 吸附热
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2021
1.2 吸附热力学
1
(2) 吸附等压线
1.2 吸附热力学
在吸附压力恒定时，吸附量随吸附温度的变化而变化，可

污水处理中的活性炭吸附法

污水处理中的活性炭吸附法
影响因素
活性炭的吸附效率受到多种因素的影响，如温度、pH值、污染物浓度等，因此在实际应用中需要综合 考虑这些因素，以确保最佳的吸附效果。
活性炭吸附法的前景展望
技术改进
随着科学技术的不断进步，活性炭的制备技术也在不断改进，有望 降低其制造成本和提高吸附性能。
联合工艺
活性炭吸附法可以与其他污水处理工艺相结合，形成联合工艺，以 提高整个污水处理系统的处理效果和稳定性。
03 活性炭吸附法在污水处理中的应用
生活污水的处理
生活污水中的有机物和悬浮物是活性 炭吸附的主要对象，通过吸附作用， 可以有效降低污水中的BOD和COD ，改善水质。
活性炭吸附法在生活污水处理中具有 处理效果好、操作简便、占地面积小 等优点，因此在小型污水处理设施中 应用广泛。
工业污水的处理
工业污水中含有大量的有毒有害物质，如重金属、油类、酚 类等，活性炭吸附法可以有效去除这些物质，降低污水对环 境的危害。
生物再生法
利用微生物对活性炭吸附的有机 物质进行分解和转化，使活性炭 得到再生。
活性炭的再生效率
影响因素
活性炭的再生效率受到多种因素的影 响，如吸附物质的性质、活性炭的孔 径分布、活性炭的装填量、再生条件 等。
提高再生效率的方法
可以通过优化再生条件、改善活性炭 的孔径分布、选择合适的再生剂等方 法提高活性炭的再生效率。
化学稳定性好
活性炭在酸、碱、氧化剂等环境中表现出良好的 化学稳定性，不易发生腐蚀。
ABCD
孔结构发达
活性炭具有丰富的孔结构，包括微孔、中孔和大 孔，有利于不同尺寸污染物的吸附。
可再生利用
活性炭经过再生处理后可重复使用，降低处理成 本。
活性炭吸附法的原理

污水处理中的活性炭吸附技术

污水处理中的活性炭吸附技术
通过改进活性炭制备工艺和原材料选择，降低生产成本，使活性炭吸附技术在 污水处理中更具经济竞争力。
提高处理效率
通过优化工艺参数和操作条件，提高活性炭吸附技术的处理效率，缩短处理时 间，降低能耗。
政策支持与推广应用
政策扶持
政府出台相关政策，鼓励活性炭吸附 技术的研发和应用，为产业发展提供 政策支持。
推广应用
在工业废水处理中，活性炭吸附技术可以用于预处理、深度处理和应急处理等阶段。对于特定污染物， 活性炭吸附技术可以作为主要的处理手段，也可与其他处理工艺结合使用。
工业废水处理中使用的活性炭吸附技术主要包括间歇式和连续式工艺。根据废水水质和处理要求，选择 合适的工艺和设备，以确保处理效果和经济效益。
饮用水的处理应用
活性炭可以吸附污水中的重金属离子，降低 重金属离子浓度，使其达到排放标准。
去色除味
活性炭可以吸附污水中的色素和异味物质， 改善水质感官指标。
脱氮除磷
活性炭可以作为生物脱氮除磷工艺中的载体 ，提高脱氮除磷效果。
02
活性炭吸附技术的处 理过程
预处理阶段
去除大颗粒杂质
通过过滤等方法去除污水中的大颗粒杂质，确保活性炭的吸附效 果不受影响。
易于再生和重复使用
活性炭可以通过热再生、化学再生或生物再生等方法进行再生，从 而实现重复利用，降低处理成本。
操作简便
活性炭吸附技术工艺成熟，操作简便，易于实现自动化控制。
局限性
吸附容量有限
活性炭的吸附容量受其孔结构和比表面积的限制，对于某些高分 子量或大分子有机物，吸附效果可能不佳。
再生过程中产生二次污染
活性炭再生过程中可能产生一些有害气体或废水，需要进一步处理 以防止二次污染。
成本较高

生物炭吸附的ppt

生物炭吸附的ppt

生物炭的特性
污染物类型 有机物
微生物 重金属 环境纳米材料 （ENPs）
污染物 多环芳烃 菲 泰乐菌素 抗生素 磺胺甲嘧啶 磺胺甲恶唑 大肠杆菌 Cd、Pb、As、Cu、Zn、Ni、 Cr等
银纳米颗粒、碳纳米管、二 氧化钛
作用机理
吸附和生物降解 微孔和间隙孔捕捉 吸附 π-π键 π-π键、离子交换 π-π键、离子交换 吸附
定义 以 自然界广泛存在的生物质资源为
基础， 利用特定的炭化技术，由生物 质在缺氧或低氧条件下经高温裂解 （通常<700℃）产生的高度炭化多孔 物质
不同材质烧成的生物炭
名称 内涵
Байду номын сангаас
生物炭 强调生物质原料来源和农业科学、环境科学中
Biochar 的应用，主要用于土壤肥力改良、大气碳库增 汇减排以及受污染环境修复
活性炭 强调制作过程中为增强表面特性的应用而人为 Activated 采用极高温（通常>700℃）、物理化学手段活 carbon 化的、高比表面积、高吸附特性的疏松多孔性
物质，常用于受污染环境的修复、环境工程处 理方面
木炭 Charcoa
制作过程和性质特点与生物炭相似，多使用木 头、煤炭作为原料，强调应用于燃料、工业冶 炼、除臭脱色的生物质热解残渣，具有高热值 和高内表面积
生物炭
——在水中的处理应用
地球表面的70％被水覆盖， 但淡水资源仅占所 有水资源的2.5％，而且很多天然水体已经受到严重 污染，可供人类饮用的淡水资源少之又少，并且全 球已有超过80％的废水未得到处理，由此可见，水 处理工艺与技术是极其重要的。现阶段，生物炭对 水中含有的各种污染物有很好的去除效果，且生物 炭的来源广泛，成本低。另外由于炭化程度低，生 物炭残余的氢氧基团可以促进部分金属离子以及有 机物质的吸收。目前许多国家已采用生物炭技术进 行给水处理、生活污水和工业废水的处理。

臭氧生物活性炭技术PPT幻灯片

臭氧生物活性炭技术PPT幻灯片
原因：可能由于O3分解起到的充氧作用使各流程DO大大提高，
促使砂粒表面的生物生长。也可能与传统工艺水中较高的氯浓度
的抑制作用有关
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饮用水深度处理应用效果
氨氮去除率比较
传统工艺：沉淀池对NH+4-N的去除率较大,均值为58.9%.滤池 对NH+4-N的去除率为2.6%.
组合工艺：澄清后氨氮质量浓度仍比原水高1.2倍，砂滤池出水 的NH+4-N相对原水去除率为80%左右，后续的深度处理后,氨氮 的质量浓度低于检测限
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作用原理——生物活性炭技术
活性炭吸附与微生物降解的协同作用
——生物活性炭胞外酶再生假说：一部分水解酶扩散进入活性炭 微孔，与吸附质反应，活性炭的吸附能力得以再生。
——微生物的降解作用改变了活性炭的物理吸附平衡,使生物活性 炭得以再生。
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作用原理——生物活性炭技术
炭表面生长的微生物是否会影响炭的正常吸附过程？ 活性炭的吸附速率主要取决于中孔或微孔的吸附速率，炭表面
17 饮用水深度处理应用效果
常规处理水厂氨氮处理效果
常规水处理工艺中混凝 沉淀对氨氮有一定的去 除作用，但主要靠砂滤 池微生物作用去除
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饮用水深度处理应用效果
三卤甲烷生成潜能比较
适 反冲洗强度：10~15L/(s.㎡)，10~20min 工作周期：生物活性炭的使用周期按1年设计
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工艺应用条件与设计参数
构筑物形式：
饮用水深度处理：
目前,国内活性炭滤池已建成水厂多采用普通快滤池、虹吸滤池、 V型滤池、翻板滤池等池型,其中以V型滤池和翻板滤池更具代表 性。
工业废水处理：
活性炭塔
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饮用水深度处理应用效果

活性炭吸附PPT课件

活性炭吸附PPT课件
化学氧化法
生物法
→
药剂再生法
低温
（1）加热再生法
高温
高温加热法：脱水→干燥→碳化→活化→冷却
脱水：使活性炭和输送液体进行分离。
干燥：加温到100~150 0C
时挥发低沸 点有机物。
,将细孔中的水分蒸发，同
碳化：加热到 300~700 ，高沸点有机物由于热分解，一部分 成为低沸点的有机物进行挥发；另一部分碳化，留在活性炭的细孔 中。
活性炭吸附
吸附：在相界面上，物质的浓度自动发生累积或浓集的现象。分为 物理吸附和化学吸附。
物理吸附：吸附剂和吸附质之间通过分子间力产生的吸附。
化学吸附：吸附剂和吸附质之间发生化学作用，由于化学键力引起 的。
废水处理中常用的吸附剂有活性炭，磺化煤、活化酶、沸石、活性 白土、硅藻土、焦炭、木炭、木屑等。
表示I型等温式有浪缪尔公式和费兰德利希公式，表示II型吸附等温式 有BET公式。
（1）朗缪尔公式从动力学观点出发，通过一些假设条件而推导的单分 子公式
q=abC/(1+aC)
式中a,b为常数
C为吸附平衡时水中剩余的吸附质浓度g/L。
为计算方便，将上式改为导数式1，即：1 • 1 1 q ab C b
降流式固定床型吸附塔示意图
（2）移动床
原水从吸附塔底部流入和吸附剂进行逆流接触，处理后的 水从塔顶流出，再生后的吸附剂从塔顶加入，接近吸附饱和的吸附 剂从塔底间歇的排除。
五 活性炭柱试验
炭柱在未出现出水泄漏之前存在三个区：失效区、吸附区和未
利用区，随着过滤的进行，吸附区保持固定的高度向下推移。 泄漏曲线的形状与进水水质、滤速及炭床高度有关，当v、
比表面积：每克吸附剂所具有的表面积。活性炭的比表面积可达 500~1700m2/g，其中小孔占95%。 使活性炭具有吸附功能的是小孔，大孔的作用是将溶液导入，使 其进入小孔的吸附功能区。
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化学吸附：化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭
不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形
式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚
பைடு நூலகம்
类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的
物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭
的表面。
5
二、活性炭的概述
活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸 状的无定形具有多孔的碳。
放热，低温利于吸附 快，不需活化能
化学吸附
化学键合力
较高 单层
83.7-418.7kJ/mol
温度升高，吸附速度加快 较慢，需要一定活化能
4
吸附原理
物理吸附：主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过
程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其 非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有 的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上 的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的 杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是，这些被吸附的 杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，这样才可可 能保证杂质被吸收到孔径中。
以纤维状的物质为原料 制成的活性炭。有丝状、布 状及毡状几种。
10
三、活性炭制备方法 化学法活性炭
以ZnCl2，H3PO4，KOH等 为活化剂，化学活化法制 备的活性炭。
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物理法活性炭
以水蒸气，CO2 等为活化剂制备的 活性炭。
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四、活性炭的应用
1、水处理 2、溶剂回收 3、空气净化 4、催化剂载体
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2、溶剂回收
在合成纤维与合成树脂工业、印刷业、纸加工 业等领域中大量地使用溶剂。利用活性炭的吸附机 理，可以回收丙酮、甲苯、醇类、酯类等溶剂。
3、空气净化
近年来，人们对室内空气的污染问题日益关 切。室内散发出来的污染物种类多，如建材、 燃煤、烹任。废气与活性炭接触，废气中的污 染物被吸附，使其与气体混合物分离，而起净 化作用。
空隙结构发达 比表面积大
具有很强的吸附性能
6
木炭
微观结构 活性炭
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活性炭的形状
粉状活性炭
从表观上看粒度在 1-150微米之间的活性 炭称之为粉状活性炭
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颗粒活性炭
从形状上可分为破碎 状、圆柱状、球状、中 空微球状等几种，有不 定型颗粒状和挤压成型 柱状颗粒两种，粒度在 0.5-4mm之间。
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纤维状活性炭
活性炭吸附及应用
1
目录
一、吸附概念 二、活性炭的概述 三、活性炭的制备 四、活性炭的应用
2
一、吸附概念
一种物质从一相转移到另外一相的现 象称为吸附。
吸附剂：具有吸附能力的固体物质 吸附质：被吸附的物质
3
作用力
选择性 吸附层 吸附热
温度 吸附速度
物理吸附
分子间力即范德华力
较差 单层或多层
≤4.9kJ/mol
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4、催化剂载体
通过将活性炭浸在金属盐的水溶液中等方法 可使催化剂担载其上，为了使之均匀分散要用表 面被氧化的活性炭，其作为担体的性能由细孔结 构及表面化学结构所决定。表面酸性官能团以及 自由基，电子授受能力等都能给予各种影响。将 铂、钯等铂族催化剂担在活性炭上的催化剂对加 氢反应，特别是有关氢的反应等具有优良的催化 性能。
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1、水处理 （1） 活性炭处理含汞废水
在氯碱工业、电子仪表工业常用到汞。汞对人 体有重毒 。试验表明，用活性炭滤塔能有效地处 理汞含量较低的废液。
（2） 活性炭处理农药废水
农药生产过程中会排出有毒废水。活性炭可 有效地对农药废水进行吸附处理。活性炭还可以 吸附除草剂废水中含有的2，4一二氯酚等。
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谢谢观赏！！
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