活性炭脱色工艺的改进

实验教学教育与装备研究２０２０年第９期④在加入浓硫酸后要迅速搅拌均匀，至黑面包 开始膨胀时停止搅拌，否则会导致蔗糖上层快速膨胀，而下层膨胀较慢，形成的黑面包不均匀，影响 黑面包 的膨胀高度，还会出现断层现象㊂参考文献：［１］宋心琦．全日制普通高级中学教科书（必修）㊃化学［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２００３：１３０．［２］王祖浩．普通高中课程标准实验教科书㊃化学１［Ｍ］．南京：江苏教育出版社，２００９：９１．［３］李严．浓硫酸与蔗糖反应的实验改进［Ｊ］．中学化学教学参考，２０１６，（１６）：４３．［４］张媛媛．蔗糖与浓硫酸反应条件探究［Ｊ］．学周刊，２０１３，（７）：１４０．［５］李飞波．浓硫酸与蔗糖反应的实验改进［Ｊ］．化学教学，２００９，（８）：４２－４３．［６］龚美华．正交实验法对 黑面包实验 最佳条件的研究［Ｊ］．化学教与学，２０１５，（１０）：８３－８４＋４６．活性炭吸附色素实验的再改进陈培亮㊀许雪珠摘㊀要：对近年来国内文献中活性炭吸附色素的典型改进实验进行归类和比较㊂针对改进实验中存在现象不直观，棉花吸附色素干扰学生认知，实验时间㊁效果受活性炭用量影响，装置不易得等不足，进一步改进实验㊂改进后的实验装置简单㊁操作简便㊁现象明显㊁实验所用时间少并且成功率高，既适用于课堂教学，也适用于学生分组实验和课外探究活动㊂关键词：活性炭；吸附色素；实验改进陈培亮，广东省珠海市第十三中学，一级教师；许雪珠，广东省珠海市南屏中学，一级教师㊂图１㊀㊀㊀㊀一㊁问题的提出人教版‘化学“九年级上册第六单元课题一设计了如图１所示实验［１］，证明活性炭具有吸附色素的能力㊂针对该实验存在现象不明显㊁实验时间较长和药品用量较多等不足，很多同行对其进行了改进㊂但现有改进实验仍存在现象不直观㊁棉花吸附色素干扰学生认知㊁实验时间或效果受活性炭用量影响㊁实验装置不易得等不足㊂因此，笔者对国内教学文献中活性炭吸附色素的典型改进实验进行实践㊁归类和比较，并进行再改进㊂㊀㊀二㊁当前 活性炭吸附色素实验 的改进思路㊀㊀（一）将活性炭和红墨水混合再过滤以周开军小组［２］的改进实验为例（图２）㊂该实验的优点是操作简单，所用时间少㊂但也存在缺点㊂一是实验现象不直观，加入活性炭后，混悬液为黑色，挤压棉花过滤后液体才变为无色，不利于学生的认知㊂二是塞入棉花的量不好控制，棉花过少则液体中的活性炭粉末不能被完全过滤，液体略带黑色；棉花过多则难以４５２０２０年第９期教育与装备研究实验教学压进试管，甚至会让玻璃棒断裂，造成实验安全事故㊂三是所用棉花量较多，而且棉花只能用一次，浪费药品㊂图２（二） 棉花－活性炭－棉花 模式以邹振惠［３］的改进实验为例（图３）㊂该实验具有操作简便㊁实验成功率高㊁现象明显的优点㊂但该类改进实验中，与红色溶液接触的棉花会吸附色素而变红，容易对学生的认知造成干扰，需要做对比实验㊂另一方面，该实验中溶液流过致密的活性炭层需要时间较长，不利于课堂教学的组织㊂也有其他老师对该装置进行改进（如图４）［４－６］但仍然不能解决棉花吸附色素或实验时间难以控制的问题㊂图３图４（三）通过外力减少实验的时间以宋开慧［７］的改进实验为例（图５）㊂该实验具有操作简便㊁实验所需时间少的优点，但该实验中，若活性炭填充过多，则难以推动；若活性炭填充过少，则炭粉容易进入溶液，影响实验结果㊂另外，该实验仍会存在棉花吸附色素干扰学生认知的问题，需做棉花的对比实验㊂图５㊀用玻璃棒减少实验时间杨勇等［８］通过利用注射器减少实验时间并做对比实验排除棉花吸附色素的干扰（图６），但实验时间仍较长而且存在 若活性炭填充过多，注射器难以推动 的问题㊂图６图７（四）将实验装置微型化高锐升［９］通过胶头滴管将实验微型化（图７），该实验装置简单，操作简便，大大节约了实验药品，减少了实验的时间，适用于学生进行分组实验㊂但该实验加入红墨水之后，混悬液为黑色，挤压胶帽后液体变为无色，现象不直观㊂另外实验后棉花无法取出，仪器不能重复使用，造成浪费㊂赵东［１０］将胶头滴管进行特殊处理，该实验操作简便，现象直观并通过对比实验排除棉花吸附色素的干扰㊂但该实验的仪器处理和药品填充一般中学实验室无法完成，不利于推广㊂以上两种微型化改进实验适用于学生进行分组实验和课外探究的教学，但由于实验的可视性不强，不适用于课堂教学教师演示㊂㊀㊀三㊁实验的再改进（一）实验用品①仪器：３０ｍＬ注射器（宽口）㊁５０ｍＬ烧杯㊂５５实验教学教育与装备研究２０２０年第９期②药品：活性炭㊁红墨水㊁细沙㊁棉花㊂（二）实验步骤㊁现象和结论①实验步骤：按图８所示组装装置（活性炭和细沙混合物体积比为１ʒ６）㊂在注射器中加入红墨水，推动注射器㊂②实验现象：红色液体依次渗透过细沙㊁活性炭和细沙的混合物和棉花，最后变为无色澄清的液体从注射器出口处流出㊂③结论：活性炭具有吸附色素的能力㊂图８（三）其他说明①棉花的作用是过滤活性炭粉和检验活性炭是否失效（若棉花变红色，则活性炭失效）㊂②活性炭和细沙混合可以控制液体流速以便色素被充分吸附（只用活性炭的话，量多则液体流速慢，量少则吸附效果不好）；细沙不能吸附色素，不影响实验结果㊂③活性炭和细沙的混合物上方放置少量细沙，可以防止红墨水和活性炭混合导致液体变黑，影响实验的直观性㊂㊀㊀四㊁再改进实验的优点①该实验集合了现有的活性炭吸附色素改进实验现象明显㊁直观，操作简便，仪器易得，药㊀㊀品用量少㊁成功率高并且可以多次使用等优点㊂②该实验解决了现有活性炭吸附色素改进实验棉花吸附色素对学生认知造成干扰的问题，而且无需做棉花的对比实验㊂同时，采用活性炭和细沙混合，减少了实验的时间，解决了实验时间或效果受活性炭用量影响的问题㊂③该实验适用性广㊂既适合教师用于课堂演示，也适用于学生进行分组实验或者课外探究活动㊂参考文献：［１］王晶，郑长龙主编．义务教育课程标准教科书化学（九年级上册）［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２０１２：１０７．［２］周开军，赵瑶．活性炭吸附的创新性实验［Ｊ］．中学化学教学参考，２０１２，（６）：５１．［３］邹振惠．木炭使红墨水脱色实验的改进［Ｊ］．化学教育，１９８３，（６）：４６．［４］陈培亮．活性炭吸附色素实验的改进方案比较［Ｊ］．实验教学与仪器，２０１２，（５）：２５－２６．［５］蒋凤斌，尹春雨．活性炭吸附性实验的改进［Ｊ］．中学化学教学参考，２０１２，（８）：４９．［６］罗欣怡．活性炭吸附性实验探究及装置改进［Ｊ］．教育与装备研究，２０１７，（８）：７４－７７．［７］宋开慧．木炭吸附作用实验的探究与改进［Ｊ］．化学教学，２０１２，（９）：４６－４７．［８］杨勇，时孜刚，储洋．活性炭及木炭吸附性实验的改进［Ｊ］．中学化学教学参考，２０１４，（１０）：６６．［９］高锐升．对活性炭（或木炭）吸附实验的改进［Ｊ］．中学化学教学参考，２０１９，（８）：５１．［１０］赵东．活性炭吸附性实验的改进［Ｊ］．化学教与学，２０１６，（４）：９１．６５。

活性炭脱色原理
活性炭是一种具有发达孔隙结构和较大比表面积的多孔性吸附剂，广泛应用于化工、医药、食品等领域。

其中，活性炭在脱色方
面具有显著的效果，其脱色原理主要包括物理吸附和化学吸附两种
方式。

首先，物理吸附是指活性炭通过其孔隙结构对颜色物质的吸附
作用。

活性炭具有丰富的微孔和介孔，这些微孔和介孔能够吸附颜
色物质分子，从而使其从被吸附物质中脱离出来，达到脱色的效果。

物理吸附是一种可逆的吸附作用，活性炭吸附后的颜色物质可以通
过适当的方法进行再生，提高了活性炭的再利用率。

其次，化学吸附是指活性炭表面的化学官能团与颜色物质之间
发生化学反应，从而使颜色物质发生分解或转化，达到脱色的效果。

活性炭表面的化学官能团主要包括羟基、醛基、羧基等，这些官能
团能够与颜色物质发生氢键、共价键等化学反应，使其发生分解或
转化，从而实现脱色目的。

活性炭脱色原理的关键在于其发达的孔隙结构和丰富的化学官
能团，这使得活性炭在脱色过程中具有较高的吸附能力和反应活性。

在实际应用中，选择合适的活性炭类型和工艺条件，可以实现对不
同颜色物质的高效脱色，从而满足不同行业的生产需求。

总的来说，活性炭脱色原理是通过其物理吸附和化学吸附作用，将颜色物质从被处理物质中吸附或转化出来，达到脱色的效果。

活
性炭脱色技术在化工、医药、食品等领域具有广泛的应用前景，对
于改善产品质量、提高生产效率具有重要意义。

随着科技的不断进
步和活性炭脱色原理的深入研究，相信活性炭脱色技术将会得到更
广泛的应用和推广。

化工产品脱色工艺流程化工产品脱色是一种重要的工艺过程，其目的是去除产品中的色素，提高产品的纯度和质量。

化工产品脱色工艺流程可以分为前处理、脱色处理和后处理三个步骤。

前处理是准备工作，包括产品的分离和预处理。

首先，需要将产品与其它成分分离。

如果产品是液态的，可以通过离心或过滤的方式将其分离出来。

如果产品是固态的，则需要进行研磨或粉碎处理，以便处理过程更加均匀。

接下来，需要对产品进行预处理，以去除其中的杂质和固体颗粒。

这可以通过热处理、酸碱处理或者溶剂浸泡等方式来完成。

预处理的目的是为了减少后续脱色处理中的难度和时间。

脱色处理是整个脱色工艺流程中最重要的步骤。

脱色处理可以通过物理方法、化学方法或者生物方法来实现。

物理方法主要是利用吸附剂或者离子交换树脂来吸附或吸附住色素分子。

常用的吸附剂有活性炭、硅胶和氧化铝等。

吸附剂通常通过与色素分子之间的化学作用或物理作用来去除色素分子。

离子交换树脂则是通过其表面上的功能基团与色素分子之间的化学反应来实现脱色。

化学方法则是通过添加化学剂或者氧化剂来发生化学反应，使色素分子发生氧化、还原或者结合等反应，从而去除色素。

生物方法则是利用酵素或微生物来降解或转化色素分子，达到脱色的目的。

脱色处理的选择要视产品的特性和要求而定。

后处理是脱色处理后的补充步骤，主要是为了处理残留的处理剂、溶剂或者反应产物。

后处理可以通过过滤、离心、蒸发、结晶或者干燥等方式来实现。

其中过滤是最常用的方法，可以将残留物质从产品中分离出来。

离心则是利用离心力将溶液中的固体颗粒或沉淀物分离出来。

蒸发则是将溶液或溶剂中的水分蒸发掉，以便得到干燥的产品。

结晶则是将溶液中的溶质通过结晶过程得到纯净的结晶体。

后处理的目的是为了确保产品的纯度和质量，同时保证产品的稳定性和安全性。

化工产品脱色工艺流程的优化和改进主要包括脱色剂的选择和使用条件的控制。

脱色剂的选择要考虑其吸附能力、选择性和成本等因素。

使用条件的控制则包括温度、pH值、浓度等方面的调节。

第2卷　第5期环境工程学报V o l .2,N o .52008年5月C h i n e s e J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n gM a y 2008废食用油活性炭脱色工艺的研究张　军　岑新光　解　强＊　王艳艳　李兰亭(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083)摘　要　脱色处理是提高废食用油油品质量、利用其生产生物柴油的关键环节之一。

研究餐饮废食用油活性炭吸附脱色工艺,考察典型木质活性炭和煤基活性炭对脱色效果的影响,并将活性炭结构、性能指标与其脱色能力进行关联。

结果表明,以弱粘性煤和褐煤为原料制备的活性炭对废食用油脱色效果较好;活性炭的总孔容积、总比表面积、微孔比表面积、微孔容积、碘值和亚甲基蓝值等性能指标与脱色效果关联度不大,而活性炭的孔径和中孔容积是决定活性炭脱色效果的主要指标。

优化后废食用油活性炭脱色工艺的主要参数是:活性炭用量7%,炭粒度100～300目,脱色温度90～120℃,吸附时间为30m i n ,搅拌速度为10r /m i n ,废食用油的脱色率在50%～65%。

关键词　废食用油　脱色　活性炭中图分类号　O 647.31+4 文献标识码　A 文章编号　1673-9108(2008)05-0716-05D e c o l o r a t i o no f w a s t e v e g e t a b l e o i l b y a c t i v a t e dc a r b o na d s o r p t i o nZ h a n g J u n C e n X i n g u a n g X i e Q i a n g W a n g Y a n y a n L i L a n t i n g(S c h o o l o f C h e m i c a l a n dE n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n g ,C h i n a U n i v e r s i t y o f M i n i n g ＆T e c h n o l o g y ,B e i j i n g 100083)A b s t r a c t D e c o l o r a t i o n o f w a s t e v e g e t a b l e o i l p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n t h e i m p r o v e m e n t o f o i l q u a l i t y a n d t h e p r o c e s s o f p r e p a r a t i o n o f b i o l o g i c d i e s e l f r o mr e c y c l e do i l .T h e e f f e c t s o f o r i g i n f r o mr e p r e s e n t a t i v e l i g n e o u s a n d c o a l y a c t i v a t e d c a r b o n s ,s t r u c t u r e ,c a p a b i l i t y o f a c t i v a t e d c a r b o n s a n d p r o c e s s p a r a m e t e r s o n t h e d e c o l o r a t i o n e f f i c i e n c y w e r e e x p e r i m e n t a l l y i n v e s t i g a t e d .T h e r e s u l t s s h o wt h a t a c t i v a t e dc a r b o n b a s e do nl i g n i t e a n dw e a k l y c a k i n g c o a l i s b e t t e r f o r d e c o l o r a t i o n .T h e s p e c i f i c a t i o n s o f a c t i v a t e d c a r b o n s u c h a s t o t a l p o r e v o l u m e ,s p e c i f i c s u r f a c e a r e a ,m i c r o -p o r e s p e c i f i c s u r f a c e a r e a ,m i c r o -p o r e v o l u m e ,i o d i n e n u m b e r v a l u e ,m e t h y l e n e b l u e n u m b e r o f a c t i v a t e d c a r b o n a r e n o t o b v i o u s l y r e l e v a n t t o i t s d e c o l o r a t i o n c a p a c i t y .M e a n w h i l e ,m e s o -p o r e v o l u m e a n d a v -e r a g e p o r e d i a m e t e r o f a c t i v a t e d c a r b o n a r ep r o p e r i n d i c e s .T h e w e a k l y c a k i n g c o a l -b a s e da c t i v a t e dc a r b o ni s c h o s e n a s d e c o l o r a n t a n d t h e o p t i m i z e d p a r a m e t e r s f o r d e c o l o r a t i o n p r o c e s s i s e s t a b l i s h e d a s f o l l o w i n g s :a c t i v a t e d c a r b o n c o n c e n t r a t i o n i s 7%;s i z e s o f a c t i v a t e d c a r b o n i s 100～300m e s h ;i n i t i a l d e c o l o r a t i o n t e m p e r a t u r e i s 90～120℃;a d s o r p t i o n t i m e i s 30m i n a n d a g i t a t i n g r a t e i s 10r /m i n ,a n d a s a r e s u l t t h e d e c o l o r a t i o n r a t e c a n r e a c h 50%～65%.K e y w o r d s w a s t e v e g e t a b l e o i l ;d e c o l o r a t i o n ;a c t i v a t e d c a r b o n 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20060290006)收稿日期:2008-01-02;修订日期:2008-01-29作者简介:张军(1976～),女,博士研究生,讲师,主要从事炭材料制备与应用研究工作。

APAP脱色活性炭的再生及改性调节活性炭广泛应用于水处理、空气净化和废气处理等领域。

然而，由于活性炭吸附饱和后，其吸附能力显著下降，从而降低了其再利用的效率。

因此，对活性炭进行再生和改性调节是提高其吸附性能的关键。

在APAP脱色活性炭的再生过程中，首先需要将废弃的活性炭进行焙烧处理。

焙烧温度和时间的选择对活性炭的再生效果有重要影响。

一般来说，较高的焙烧温度能够更彻底地去除吸附剂表面的污染物，但过高的温度会导致活性炭的孔结构破坏。

因此，需要在保证去除污染物的前提下，选择适当的焙烧温度和时间，以实现活性炭的再生。

除了焙烧过程，改性调节也是提高活性炭吸附性能的重要手段。

常见的改性方法包括物理改性和化学改性。

物理改性主要通过改变活性炭的孔结构和比表面积来提高其吸附能力。

例如，采用高温氧化、酸洗等方法可以增加活性炭的孔径和孔容，从而提高其吸附能力。

化学改性则是通过在活性炭表面引入特定的化学官能团，增加吸附位点，从而提高其吸附能力。

常见的化学改性方法包括酸处理、碱处理和表面包覆等。

在APAP脱色活性炭的改性调节过程中，需要综合考虑各种因素。

首先，需要根据不同的污染物特性选择适当的改性方法。

例如，对于高浓度有机污染物，物理改性可能更适合；而对于特定的无机污染物，则可以采用化学改性。

其次，需要在保证改性效果的同时，尽量减少改性过程对活性炭孔结构和比表面积的破坏。

因此，改性条件的选择和优化是非常重要的。

总之，APAP脱色活性炭的再生和改性调节是提高其吸附性能的重要手段。

通过适当的焙烧处理和改性方法的选择，可以有效地提高活性炭的吸附能力，增加其再利用的效率。

在实际应用中，需要根据具体情况进行调整和优化，以实现最佳的效果。

活性炭粉末如何脱色的方法
活性炭粉末的脱色方法有很多种，下面我将介绍几种常见的方法：
1. 氧化法：
活性炭粉末可以通过氧化来去除颜色。

常用的氧化剂有高锰酸钾、过氧化氢等。

首先将活性炭粉末与氧化剂混合均匀，然后加入适量的水，搅拌几分钟后静置，随后用过滤纸过滤，最后用清水洗净即可。

2. 酸碱法：
酸碱法是一种常见的脱色方法，可以使用一些酸性或碱性溶液来去除活性炭粉末的颜色。

首先将活性炭粉末与酸碱溶液混合，充分搅拌，然后静置一段时间，让颜色随着溶液的反应逐渐消失。

最后用水洗净或进行中和处理。

3. 水处理法：
水处理法是一种简单且有效的活性炭粉末脱色方法。

将活性炭粉末放入容器中，加入适量的水，搅拌均匀后静置一段时间，待颜色被吸附到水中后，用过滤纸过滤，最后用清水冲洗。

4. 活性炭再激活：
通过再次激活活性炭粉末，可以去除其表面颜色。

活性炭再激活的方法有干燥法、高温法等。

首先将活性炭粉末放入烘箱中或者在高温下进行加热处理，一定时间后，待粉末表面颜色逐渐消失后，取出并用水冲洗。

5. 高效离子交换剂法：
高效离子交换剂是一种常见的脱色剂，可以帮助去除活性炭粉末的颜色。

将活性炭粉末与高效离子交换剂混合，搅拌均匀后静置一段时间，然后用过滤纸过滤，最后用清水冲洗。

总的来说，选择合适的脱色方法需要根据具体情况来决定，可以根据活性炭粉末的性质、颜色和微粒大小等因素来选择适当的脱色方法。

以上介绍的方法只是一些常见的方法，还可以根据实际情况进行改进和创新。

希望这些方法对您有所帮助。