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活性炭是一种具有巨大比表面积和多孔结构的碳。 按原料分类,可分为煤基活性炭,木炭,果壳木炭和骨木炭。 根据其形态,可分为柱状碳,碎碳,粉状碳和纤维活性炭。 活性炭的主要原料是煤炭,木材,果壳和其他富含碳元素的有机材料,它们被活化后形成具有吸附能力的复杂孔隙结构。 在孔中,半径大于20,000nm的那些是大孔,在150-20000nm之间的那些是中孔,而小于150nm的微孔。 活性炭的吸附主要发生在这些空隙和表面上。 活性炭孔壁上的大量分子会产生强大的重力,从而将水和空气中的杂质吸引到孔中。
活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。 物理吸附主要发生在富含活性炭的微孔中,并用于去除水和空气中的杂质。 这些杂质的分子直径需要小于活性炭的孔径。 不同的原料和加工技术会导致活性炭的微孔结构,比表面积和孔径不同,从而适合不同的需求。 活性炭不仅包含碳元素,而且在其表面上还包含官能团,并且与吸附物质发生化学反应,因此经常与吸附物质一起出现在活性炭的表面上。 介质中的杂质通过物理吸附和化学吸附继续进入活性炭的多孔结构,使活性炭的吸附饱和,吸附效果降低。 吸附饱和后的活性炭需要进行活化,以恢复其吸附能力并重新使用。 评估活性炭吸附性能的主要指标是亚甲基蓝值,碘值和焦糖吸附值。 吸附容量越大,吸附效果越好。
活性炭可用于空气净化和供水,废水处理,用于分离或收集空气和水介质中的杂质。 颗粒状活性炭和粉末状碳具有相同的功能,可用于水处理。 颗粒状木炭不易丢失,可以再利用。 它用于水处理过程中的光污染和连续运行。 粉状木炭不容易回收,通常使用一次。 用于间歇性污染的水处理过程。 用于水处理的颗粒状活性炭通常具有微孔和中孔,应满足三个要求:大吸附容量,快速吸附速度和良好的机械强度。 除上述特性外,粉末活性炭还要求粒径越小,吸附效果越好。
当使用粉状碳时,需要根据要去除的污染物的类型和浓度进行吸附测试,以确定活性炭的类型和所需的粉状碳的量。 在添加粉状碳之前,应注意,首先将碳粉制成碳浆,然后以均匀的量添加到水中。 接触时间越长,去污效果越好。 在使用碳粉时,还应注意以下安全问题; 当粉尘浓度达到百分比时,暴露于明火时很容易爆炸。 因此,在手术室中禁止吸烟,火花和明火。 应避免与氧化剂混合; 轻巧,使用时应注意粉尘污染,操作人员需要配备防尘口罩,以免吸入肺部。