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活性炭

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一、活性炭的概述

活性炭是黑色無定形粒狀物或細微粉末。無臭。無味。無砂性。不溶於任何溶劑。對各種氣體有選擇性的吸附能力,對有機色素和含氮鹼有高容量吸附能力。每g總表面積可達500~1000m2。相對密度約 1.9~2.1。表觀相對密度約 0.08~0.45。

二、活性炭的分類

按原料來源分

1、木質活性炭

2、獸骨、血炭

3、礦物質原料活性炭

4、其它原料的活性炭

5、再生活性炭

按製造方法分

1、化學法活性炭(化學炭)

2、物理法活性炭

3化學-物理法或物理-化學法活性炭

按外觀形狀分

1、 粉狀活性炭

2、顆粒活性炭

3、不定型顆料活性炭

4、圓柱形活性炭

5、球形活性炭

6、其它形狀的活性炭

三、活性炭的用途

氣體淨化

例如:用活性炭從含有溶劑蒸氣的空氣中回收溶劑;用活性炭過濾法使空氣脫臭;用於防毒面具和工業用呼吸器中,以防禦毒物等。

氣體分離

例如:從城市煤氣中回收苯;從天然氣中回收汽油、丙烷和丁烷;用於處理費託合成中的廢氣,以回收其中的烴類等。

液相吸附

例如:在製糖工業中用活性炭吸附法使糖液脫色;在化學工業中用活性炭使有機物質脫色;用活性炭淨化電鍍浴中的有機雜質,以保證電鍍表面的質量及用於廢水脫酚等。

四、活性炭的挑選技巧

碘值:碘值是活性炭的一個性能差數,果殼,竹炭,煤制的碘值都在幾百,活性炭原料碘值從800,850,900,950,1000,1100mg/g等多種,吸附能力也不同!成本價格也不同!同碘值的活性炭也只有椰殼的效果最好。

用手掂重量:上面已經介紹過了,要想提高活性炭的吸附效能,只有儘可能多地在活性炭上製造孔隙結構,孔隙越多,活性炭越酥鬆,相對密度也就會越輕,因此好的活性炭手感上會比較輕,在同等重量包裝的情況下,效能好的活性炭會比劣質活性炭體積大許多。

看氣泡:將一小把活性炭投入水中,由於水的滲透作用,水會逐漸浸入活性炭的孔隙結構中,迫使孔隙中的空氣排出,從而產生一連串的極為細小的氣泡,在水中拉出一條細小的氣泡線,同時會發出絲絲的氣泡聲,十分有趣。這種現象發生得越劇烈,持續時間越長,活性炭的吸附性就越好。

看脫色能力:活性炭吸附能力的另一個表現就是脫色能力,活性炭具有能將有色液體變成淺色或無色的神奇能力,這其實就是因為活性炭吸附了有色液體裡的色素分子的原因造成的。正因為活性炭的這種特性,被廣泛應用於製糖工業領域中紅糖變白糖的生產過程中。取兩隻透明杯子,在一隻杯子裡放入純淨水,然後滴入一滴紅墨水(這裡可以用任何一種便於觀察但不改變水的性質的色素都可以,例如藍墨水、印表機彩色墨水,但不能使用墨汁和碳素墨水),攪拌均勻後將一半有色水倒入另一個杯子中留作對比樣。將活性炭放入有色水中,數量應達到水的一半或更多,這樣效果會比較明顯,靜置10―20分鐘後與對比水樣進行對照,在同等條件下,脫色效果越強說明活性炭吸附性越好。

活性炭雖然在外型和用途方面可以有許多品種,但活性炭有一個共同的特性,那就是“吸附性”。活性炭產生吸附性的原因就是因為它有發達的孔隙結構,就象我們所見到的海綿一樣,在同等重量的條件下,海綿比其他物體能吸收更多的水,原因也是因為它具有發達的孔隙結構。但活性炭的這種孔隙結構是肉眼無法看見的,因為他們只有1×10-12mm―10-5mm之間,比一個分子大不了多少。活性炭孔隙發達的程度是難以想象的,若取1克活性炭,將裡面所有的孔壁都展開成一個平面,這個面積將達到1000平方米(既比表面積為1000g/m2)!影響活性炭吸附性的主要因素就取決於內部孔隙結構的發達程度。

只有具備大量孔徑略大於有毒有害氣體分子直徑的活性炭,才有極強的吸附能力。而要達到這一要求,對活性炭的材料選擇和加工(造孔、活化)要求就極為嚴格。活性炭完全符合氣相吸附,顆粒大小在20-40目,比表面積極大,內部空隙發達,密度小,手感輕,氣泡現象劇烈,同樣重量體積更大,可有效淨化室內空氣。能夠吸附空氣中的有味、有毒及各種有害氣體,特別是對空氣中的甲醛、苯系物、TVOC、CO(一氧化碳)、NH3(氨氧)、O3(臭氧)CL2(氯氣)等有獨特的吸附淨化及催化的能力,廣泛用於裝修汙染去除、過慮器和空調等裝置中。

重要提示:目前消費者對活性炭認識還不夠,往往把沒有活化過的竹炭、木炭、椰殼炭等炭化料誤認為是活性炭;其次把低吸附值的炭雕、普通活性炭看成是優質活性炭。所以選購時請加以區分,不要上當受騙。

五、影響活性炭吸附效能的元素

活性炭吸附劑的性質

其表面積越大,吸附能力就越強; 活性炭是非極性分子,易於吸附非極性或極性很低的吸附質;活性炭吸附劑顆粒的大小,細孔的構造和分佈情況以及表面化學性質等對吸附也有很大的影響。

吸附質的性質

取決於其溶解度、表面自由能、極性、吸附質分子的大小和不飽和度、附質的濃度等

廢水PH值

活性炭一般在酸性溶液中比在鹼性溶液中有較高的吸附率。

PH值會對吸附質在水中存在的狀態及溶解度等產生影響,從而影響吸附效果。

共存物質

共存多種吸附質時,活性炭對某種吸附質的吸附能力比只含該種吸附質時的吸附能力差

溫度

溫度對活性炭的吸附影響較小

接觸時間

應保證活性炭與吸附質有一定的接觸時間,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。

六、活性炭的使用注意事項

1、使用前要清洗去除粉塵,否則這些黑色的粉塵可能暫時會影響水質的清潔度。但建議不要直接用新鮮的自來水沖洗,因為活性炭的多孔隙一旦吸附大量自來水中的氯以及漂白粉,在隨後放置到過濾器中使用時對水質造成的破壞,相信勿需我多言。

2、靠平時簡單的清洗,是無法將活性炭的多孔隙中堵塞的雜物清潔乾淨的。所以,務必定期更換活性炭,以免活性炭因“吸附飽和”而失去功效。且更換的時機最好不要等它失效以後再更換,如此方可確保活性炭能不斷地把水族箱水質中的有害物質去除。建議每月更換1-2次活性碳

3、活性炭的處理水質的效率與其處理用量相關,通常為“用量多處理水質的效果也相對好”。

4、定量的活性炭被使用後,在使用初期應該經常觀測水質的變化,並留意觀測結果,以作為多長時間活性炭失效而更換的時間判斷依據。

5、在使用治療魚病的藥劑時,應該暫時將活性炭取出,暫停使用。以免藥物被活性炭吸附而降低治療效果。

  七、活性炭的清潔與保養

  活性炭的清潔

活性炭有吸附作用,吸附一些雜質、異味,所以平時並不需要怎麼清潔。使用過一段時間後,放到太陽底下暴晒就可以達到清潔的作用,反覆使用就可以了;直到活性炭變少了,就說明有消耗了。

  活性炭的保養

  活性炭如果使用了一定時間,其吸附能力會達到一個瓶頸,影響其功能作用,所以要定期將產品拿到陽光下暴晒,保持活性炭乾燥,重複使用,達到延長產品使用壽命的效果。