活性炭的应用及发展.ppt

活性炭的作用及相关知识介绍活性炭是一种经过特殊处理制成的一种多孔性吸附材料。

其原理是利用其丰富的孔道和表面积，吸附各种有机物质和气体，在环境保护、食品饮料、医药卫生等多个领域有着广泛的应用。

本文将详细介绍活性炭的定义和原理、分类、制备过程、应用领域、优缺点以及发展前景。

一、活性炭的定义和原理活性炭是指经过特殊处理制成的一种多孔性吸附材料。

由于其材料孔径范围广、比表面积大、孔隙结构具有多尺度特性等独特性质，使得其在各类有机化学反应和环境污染物治理中得到广泛应用。

活性炭具有吸附，催化，电导等多种性质，可分为吸附型、催化型、电导型等多种类型。

活性炭的原理是利用其丰富的孔道和表面积，吸附各种有机物质和气体。

清洗后的活性炭表面存在着大量的分子间空隙，能够大量吸附、储存及释放细胞壁和宿主细胞内的低分子化合物。

同时，具有强烈的亲水性，使得其在使用过程中与许多接触物质具有良好的亲和性。

二、活性炭的分类根据制备方法和用途不同，活性炭可分为吸附型、催化型、电导型等多种类型，具有不同的物理化学性质和应用范围。

1.吸附型活性炭吸附型活性炭是指利用各种原料，通过炭化和活化等基本工艺制成的多孔性物质。

其吸附能力在净化处理、保护环境、去除恶臭等方面有着广泛的应用。

此外，吸附型活性炭还包括高中温气体吸附型、样品萃取型、富锐型等不同种类。

2.催化型活性炭催化型活性炭是指采用酸碱状构、络合条件等方法制得的活性炭。

它可以利用活性炭上的原子、分子活性中心，对特定反应体系进行催化作用，具有一定的催化作用。

催化型活性炭包括酸硅炭、磷硅炭等不同种类。

3.电导型活性炭电导型活性炭是指共聚单体、聚合物等材料通过电解反应制成的具有电导性的活性炭。

此类活性炭可用于柔性电子器件、传感器等领域。

三、活性炭的制备过程活性炭制备的关键步骤包括原材料选择、炭化和活化等多个阶段，不同的制备方法可产生不同孔径大小和吸附性能的活性炭。

1.原材料选择在制备活性炭的过程中，一般采用木质、树木或在高温下加热的生物质等为主要原材料。

一、活性炭的性质与主要用途活性炭是一种多孔物质，主要由植物源和矿物源的含碳材料例如木材、果壳、石油、煤等经过各种形式的予处理及活化制成。

〈一〉活性炭的性质:1、活性炭具有独特的孔径结构和良好的吸附性能。

活性炭内部的碳具有和石墨结晶类似的层状微晶结构，碳原子排列成三角形的平面层，但各层之间是无规则地重迭着，并有层面扭曲现象。

这种螺层状结构，使基本微晶之间形成了许多形状不同、大小不等的空隙。

通过活化处理，这些空隙被疏通连接，并进一步发展。

正是这些空隙，使活性炭形成巨大的固体内表面积，若按单位重量计算，每克活性炭可达500一1500平方米。

活性炭的吸附性能主要取决于它的孔径结构，其次是炭表面的化学性质以及气相、液相中被吸附物质的性质。

2、活性炭有足够的化学稳定性，其表面对某些化学反应能起很好的催化作用和辅助催化作用。

机械强度良好，可以耐水浸，耐强酸强碱，能承受较高的温度和压力。

〈二〉活性炭的主要用途1、水处理活性炭对水中有机物有很好的吸附能力，对污水中各种物质吸附的范围也很广，包括非电解质、电解质、络合物、各种类型的表面活性剂、高分子等，而且几乎全都是从多组份溶液中吸附。

近年来，随着工业废水、城市污水排放量的日益增多，以及大量施用化肥和农药，使天然水体及地下水源受到污染，有些地区十分严重，影响了工业和生活用水。

除了采用原有给水净化工艺和污水处理技术外，活性炭吸附技术越来越广泛地应用于水处理工艺中，成为深度净化的有效手段之一。

据报道，美国1977年用于水处理的活性炭已近3万吨，日本每年用于水处理的活性炭已超过1万吨。

我国在这方面的应用量也有较快的增长。

甘肃省白银市原因黄河水源被污染，无法供生活用水，采取活性炭吸附净化水源已有7年。

2、溶剂回收利用活性炭的吸附性能，回收蒸发在空气中的油汽和溶剂，具有节能和保护环境的双鱼作用。

特别是溶剂浓度较低时，比用冷凝回收法效果要好得多，回收率一般在90%以上，回收费用不超过溶剂价值的5一20%。

净艺和活性碳的主要作用及用途：1.净艺和活性炭应用于液相吸附自来水净化，工业用水净化，电镀废水净化，纯净水处理，饮料水处理，饮用水氯胺脱除，食品，医药用水净化及电子超纯水制备。

蔗糖脱色、木糖脱色、味精脱色、柠檬酸脱色及药品、化工产品、食品添加剂的脱色、精制和去杂质纯化过滤油脂脱色、油品、汽油脱色、柴油的脱色、除杂、除味、酒类及饮料的净化、除臭、提纯。

化学药品用于各种有机和无机药品，如酯类、酚类、柠檬酸、氨基酸、胱氨酸、草酸等各种酸脱色,精制,去味。

医药化工、抗菌素、解热药、维生素、注射用针剂、生物制药过程产品除去色素、杂质、提纯、精制、脱色、过滤。

环保工程废水、生活废水净化、脱色、脱臭、有机废水处理降COD ，废水处理的湿式氧化催化剂2.净艺和活性炭应用于气相吸附废气净化和回收、乙酸乙脂、醚类、酮类、醇类、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烯、过氯乙烯、二硫化碳、苯、甲苯、甲酰、汽油、含氟烃类、丙酮回收、油气回收、CS2吸附等有机溶剂吸附与回收。

香烟过滤嘴、装修除味、室内空气净化（甲醛，苯等的去除），工业用气的净化、变压吸附提纯（如CO2、N2等)石化行业生产、脱硫脱硝（硫化氢脱除H2S）、加油站汽油回收、干洗机四氯乙烯吸附、天然气净化、除臭、废气的治理生化、油漆工业、地下场所、皮革工厂、动物饲养场所的空气净化、脱臭。

烟道气的臭气吸附、氨气NH3、硫化物吸附，汞蒸汽的去除，降低戴奥辛的生成。

活性炭滤材,活性炭滤布炭布,空气净化滤材,汽车空调过滤材料,活性炭无纺布,复合布合滤材3.净艺和活性炭用于高要求领域用于生产光气、氯乙烷,卤化磺酰、吡啶气固催化氯化、农药中间体；贵重金属治炼、合成金刚石、黄金提取等。

超级碳催化剂及贵金属催化剂载体（钯、钌、铑、铂、镍催化剂），湿式催化氧化催化剂，氯化反应活性炭催化剂、间苯二腈氯化制百菌清催化剂。

触媒载体、维尼纶触媒载体、三聚氰氯催化剂、氯化汞触媒载体、生物载体、光气合成催化剂、合成纤维载体、醋酸乙烯载体。

活性炭的特性，作用原理及其应用活性炭介绍活性炭是以优质椰子壳、核桃壳、杏壳、桃壳为原料，经系列生产工艺精制而成，外观呈黑色颗粒状。

优点是孔隙结构发达，比表面积大，吸附性能强，库层阻力小，化学性能稳定，易再生。

适用于高纯度的生活饮用水、工业用水和废水处理的深度净化脱氯、脱色、除臭和黄金提炼等方面。

活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 是一种极优良的吸附剂, 每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多. 而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成. 其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其結构则为炭形成六环物堆积而成。

由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。

活性炭可由许多种含炭物质制成，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。

其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。

活性炭的制造基本上分为两过程，第一过程包括脱水及炭化，将原料加热，在170至600℃的温度下干燥，並使原有的有机物大約80％炭化。

第二过程是使炭化物活化，这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的，在吸热反应中主要产生由CO及H2组成的混合气体,用以燃烧加热炭化物至适当的溫度（800至1000℃），以烧除其中所有可分解的物质，由此产生发达的微孔結构及巨大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。

活性炭的孔隙按孔径的大小可分為三类。

大孔：半径1000 - 1000000 A。

过渡孔：半径20 - 1000 A。

微孔：半径- 20 A。

由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。

由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。

木质活性炭一般具有最大的孔隙半径，它们用於吸附较大的分子，並且几乎专用于液相中。

在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的，称为木炭。

煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。

在煤质活性炭中，褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径，因此能有效地除去水中大分子有机物。

活性炭的应用----13741e28-7161-11ec-8e2a-7cb59b590d7d一、石化行业无碱脱臭（精制脱硫醇）——重催的精制装置乙烯脱盐水（精制填料）-乙烯装置催化剂载体（钯、铂、铑等）——苯乙烯、连续重整装置水净化和污水处理——上下水深度处理电厂水质处理及保护——锅炉装置no、NOx等有害气体的吸附——锅炉尾部烟道化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收、及油脂等的脱色、精制饮料、葡萄酒、味精母液和食品的精制、脱色、净化和除臭黄金提取——适用炭浆法、堆浸法提金工艺尾矿的回收——金矿废弃物利用与环境保护用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化香烟过滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制、各种浸渍剂溶液的制备等。

例如，活性炭可用作活性炭罐的填料，用于生产摩托车炭罐、汽车炭罐等。

1、活性炭吸附法在水处理中的应用活性炭吸附广泛应用于城市污水处理、饮用水和工业废水处理。

颗粒活性炭常常应用于吸附分子，颗粒活性炭吸附性决定应用性，而吸附性和各种炭型的孔大小分布相关。

以水蒸气活化的泥煤基、褐煤基和椰壳基粉状活性炭为例：泥煤基活性炭具有微孔和中孔，颗粒活性炭可供多种应用；褐煤基炭具中孔较多，颗粒活性炭而且还有较大的中孔，提供优良的可入性；椰壳基颗粒活性炭中主要是微孔，仅适用于低分子的去除。

化学活化的颗粒活性炭多孔性很强，主要分布在微孔和中孔范围内。

然而，与水蒸气活性炭和化学活性炭相比，孔表面的疏水性更低，负电荷更多。

以挤压和粉碎颗粒活性炭为例：泥炭基挤压活性炭可制成不同孔径分布的品种。

颗粒活性炭主要是微孔，主要用于气相应用中的金回收。

微孔和介孔材料主要用于液相应用，例如在水净化中吸附小分子和大分子杂质。

破碎型煤基颗粒活性炭兼有微孔和中孔，可供多种目的的应用。

褐煤基或椰壳基的粒状活性炭与粉状炭一样具有相同的微孔和中孔结构。

活性炭的技术指标非常重要：活性炭产品的性能指标可分为物理性能指标、活性炭化学性能指标、颗粒活性炭吸附性能指标。

活性炭的制备及应用活性炭是一种多孔吸附材料，在各种领域都有广泛的应用，如污水处理、空气净化、食品加工、医药生产等等。

本文将就活性炭的制备方法、特性、应用等方面进行探讨。

一、活性炭的制备方法活性炭的制备方法有很多种，但主要可以分为物理法、化学法、生物质炭化法和组合法四类。

1.物理法物理法根据原材料的性质进行分离和燃烧，如木质活性炭、亚煤制备活性炭等。

其中以木质活性炭的制备量最大，其制备步骤主要包括碳化、活化、除尘等多个环节。

2.化学法化学法是通过对原材料进行化学反应使原本不具备活性的物质转变为活性炭。

常用的是锌氯活化法、磷酸活化法等，这些方法具有制备速度快、孔隙度大的特点。

3.生物质炭化法这种方法主要以高纤维含量的废弃物作为原材料，如细木工业、农业废弃物等。

生物质炭化法能将原料转化为高质量的活性炭，同时还可以解决环境污染问题和资源浪费。

4.组合法组合法即是将多种原材料组合起来制备活性炭。

这种方法有利于综合利用不同材料的优势，提高活性炭的特性和降低成本。

二、活性炭的特性活性炭具有多孔性、表面积大、吸附容量高、吸附速率快、化学不稳定等特点。

1.多孔性活性炭的孔隙结构是由孔道、细孔和微孔组成的。

这一特点使活性炭的比表面积非常高，能够同时吸附多种物质。

2.表面积大活性炭具有很高的比表面积，这使得它的吸附能力非常强。

比如，每克活性炭的表面积可以高达1000平方米以上，相当于一个足球场那么大。

3.吸附容量高活性炭的吸附容量非常高，通常比其他吸附剂高出几倍，这是由于活性炭是由多孔材料制成，这样有助于它更好地吸附物质。

4.吸附速率快活性炭因为拥有较大的孔径和强大的亲和力，能够快速地吸附空气中的有害物质，使空气变得更清洁。

这一特点也使活性炭广泛应用于空气净化领域。

5.化学不稳定活性炭具有较高的化学不稳定性，其表面容易受到外界环境的影响而发生变化，因此在不同的环境下应选择不同规格和类型的活性炭。

三、活性炭的应用活性炭由于其特殊的物理和化学特性，被广泛应用于各个领域。

活性炭材料在液体分离中的应用活性炭是一种具有良好吸附性能的材料，其在液态分离领域中有广泛的应用。

活性炭材料在吸附、净化、分离等方面的独特性能，使其成为液体分离的理想材料。

本文将对活性炭材料在液体分离中的应用进行详细介绍。

一、活性炭的概述活性炭是一种用各种基础材料制备而成的高表面积、高吸附性的多孔材料。

活性炭材料通常有非常高的比表面积，并且具有很高的孔隙度和较大的孔径，这使它具有选择性吸附高分子化合物、离子物质和小分子量挥发性物质的能力。

活性炭材料的制备方法非常多样，例如炭化、活化、物化等。

活性炭材料广泛应用于各个领域，例如化工、环保、医药等。

在液态分离领域中，活性炭的应用也越来越多。

二、活性炭的应用活性炭材料在液态分离中的应用非常广泛，包括吸附、净化、分离等方面。

下面将分别进行介绍。

1. 活性炭材料在吸附方面的应用活性炭材料的独特结构和性能使其在吸附方面有广泛的应用。

例如，活性炭材料可以用于吸附有机物、重金属离子、无机离子、气体等。

在吸附有机物方面，活性炭材料可以净化废水和空气，去除其中的有害物质。

在吸附重金属离子方面，活性炭材料可以用于处理含有重金属离子的废水，净化环境。

在吸附气体方面，活性炭材料可以用于空气净化、有毒气体的吸附等。

2. 活性炭材料在净化方面的应用由于活性炭材料的高吸附能力，它被广泛应用于净化领域。

例如，活性炭材料可以去除水中的有机物、异味物质等，使水达到净化的目的。

同时，活性炭材料也可以用于空气净化，吸附空气中的有害气体。

3. 活性炭材料在分离方面的应用活性炭材料也可以用于液体的分离。

当液体中含有不同的物质时，可以采用活性炭材料进行分离。

例如，当液态混合物中含有甲苯、苯和二甲苯时，可以使用活性炭材料将其中的甲苯分离出来，以达到回收和提纯的目的。

三、活性炭材料的未来发展随着环境污染程度的加剧和对环保要求的提高，活性炭材料在未来将有更加广泛的应用。

同时，随着研发的不断深入，活性炭材料的性能也将不断提升。