椰殼活性炭的吸附原理
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椰殼活性炭的吸附原理主要通過化學特性吸附(形成強弱不一的化學鍵),物理性吸附(范德華力)和離子交換(通過其孔隙)。椰殼活性炭在活化過程中,消除了碳基本微晶之間的各種含碳化合物和無序碳,同時也清除了基本微晶的石墨層中的一部分碳。這樣就產生了很多空隙,包括微孔、過渡孔和大孔,具有巨大的表面積,可高達1600m2/g。椰殼活性炭的極性基團的吸附力較強,如-COOH、-OH 等。由于椰殼活性炭的吸附性能較佳,我們在計算椰殼活性炭的吸附過程中,可采用D-S方程來計算微孔容積吸附率。
使用椰殼活性炭吸附的優點是:①可以全部脫除或收回污染組分;②改變過程很容易;③節能,椰殼活性炭吸附是無相變過程的,可節約吧大量組分的汽化潛熱(如蒸餾或吸收過程所需的大量汽化熱),故而是節能的;④無化學廢物,沖洗劑可返回流程;⑤過程可全部自動化控制或計算機管理。
椰殼活性炭在活化過程中,的表面積和復雜的孔隙結構逐漸形成,本產品的孔隙的半徑大小可分為:大孔 半徑>20 000nm ;過渡孔 半徑150 ~20 000nm;微孔 半徑< 150nm;活性炭的表面積主要是由微孔提供的,椰殼活性炭的吸附可分為物理吸附和化學吸附,而吸附過程正是在這些孔隙中和表面上進行的,它的多孔結構提供了大量的表面積,從而使其非常容易達到吸收收集雜質的目的。就象磁力一樣,所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此,本產品孔壁上的大量的分子可以產生強大的引力,從而達到將介質中的雜質吸引到孔徑中的目的,這就是物理吸附。指出的是,這些被吸附的雜質的分子直徑是要小于椰殼活性炭的孔徑,這樣才可能雜質被吸收到孔徑中。這也就是為什么我們通過不斷地改變原材料和活化條件來創造具有不同的孔徑結構的活性炭,從而適用于各種雜質吸收的應用。
椰殼活性炭可應用于有毒氣體的凈化, 活性炭分解空氣中的甲醛、氨、苯、香煙、油煙等有害氣體及各種異味,尤其是致癌的芳香類物質,椰殼活性炭具有的吸附能力,是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體,很容易與空氣中的有害氣體充分接觸,椰殼活性炭利用自身孔隙吸附將有害氣體分子吸入孔內,吹出清爽干凈的空氣。還可用于城市飲用水凈化,脫除余氯、除臭;廢氣處理,工業和生活用水的凈化處理,溶劑回收等方面。也是高純水人工礦泉水生產過程中的凈化材料;大規模鍋爐給水預先脫除COD等有害雜質,能夠提高鍋爐效率和延長鍋爐壽命;能夠有效地脫除水中的COD、色素、臭氣等毒害物質。活性炭可以裝填過濾器以及凈化空氣。
椰殼活性炭分析深度處理含酚廢水的實驗方法,分別稱取活性炭于250mL磨口錐形瓶中,然后在每個瓶中加入150mL1.0mg/mL含酚模擬水樣,放人全溫振蕩培養箱,186轉/秒振蕩1h,靜置30min,離心分離,取上清液測定。
椰殼活性炭廠家分析活性炭深度處理含酚廢水的實驗結果與討論
(1)活性炭在不同狀態,不同量對苯酚處理效果的影響。
實驗條件:按照實驗方法,pH3.0,處理溫度200℃,改變活性炭狀態和活性炭量,以確定不同狀態,不同量活性炭對苯酚處理效果的影響。
由實驗結果可知,粉末狀活性炭比顆粒狀活性炭的去除效率要好。
(2)椰殼活性炭在不同的溫度下對苯酚處理效率的影響。
實驗條件:含酚廢水1.0mg/mL,pH3.0,活性炭1.0克,其他條件相同。
由實驗結果可知,隨著溫度的升高,椰殼活性炭對苯酚的濃度去除率有明顯的下降趨勢。因此根據反應溫度和去除率關系可得,溫度的升高對苯酚是不利的。該試驗的佳溫度20一25℃。
(3)椰殼活性炭在不同PH值的條件下對苯酚去除效率的影響。
實驗條件:含酚廢水1.0mg/mL,溫度200C,其他條件相同。
活性炭是用木材、煤、果殼等含碳物質在高溫缺氧條件下活化制成,它具有巨大的比表面積(500-1700m2/g)。水處理過程中使用的活性炭有粉末炭和粒狀炭兩類。粉末炭采用混懸接觸吸附方式,而粒狀炭則采用過濾吸附方式。活性炭吸附法廣泛用于給水處理及廢水二級處理出水的深度處理。其主要優點是處理程度高,效果穩定。缺點是處理費用高昂。
活性炭用木屑、果殼、褐煤等含碳物質為原料,經碳化和活化制成。有粉狀(粒徑為10~50微米)和顆粒狀(粒徑為0.4~2.4毫米)兩種。通性是多孔,比表面積大。總表面積達每克500~1000㎡。主要性能參數是吸附容量和吸附速率。吸附容量是單位重量活性炭達到吸附飽和時能吸附的溶質量,和原料、制造過程及再生方法有關。吸附容量越大,所用活性炭量越省。吸附速率是指單位重量活性炭在單位時間內能吸附的溶質量。因吸附有選擇性,性能參數應由實驗測定。顆粒活性炭要有一定的機械強度和粒徑規格。
活性炭在同溫同壓下,不同吸附劑對一定分子的吸附能力有所不同。
活性炭不斷吸附水中溶質,直到吸附平衡即溶質濃度不再改變時為止。一定溫度下,達到吸附平衡時,單位重量活性炭所吸附的溶質重量和水中溶質濃度的關系曲線,稱為吸附等溫線。曲線常用弗羅因德利希公式表示:
X/M=kC1/n
式中X為活性炭吸附的溶質量;M為所加活性炭重量;C為達到吸附平衡時,水中溶質濃度;k和n為試驗得出的常數。
吸附類型
活性炭吸附類型據固體外表吸附力的不一樣,吸附可分為物理吸附、化學吸附同離子交流吸附等三種類型:
折疊物理吸附
吸附劑和吸附質(溶質)經過分子力發作的吸附稱為物理吸附。這是最常見的一種吸附表象,它的特點是被吸附物的分子不是附著在吸附劑外表固定點上,而稍能在介面上作自在挪動。因為吸附是分子力導致的,吸附熱較小,物理吸附不需求活化能,在低溫條件下即可進行。這種吸附是可逆的,在吸附的一起被吸附的分子由子熱運動還會脫離固體外表,這種表象稱為解吸。物理吸附可構成單分子吸附層或多分子吸附層。因為分子間力是普遍存在的,所以一種吸附劑可吸附多種物質,但因為吸附質(溶質)性質不一樣,吸附的量也有所不一樣。這種吸附表象與吸附劑的外表積、細孔散布有密切關系。
折疊化學吸附
吸附劑和吸附質(溶質)之間靠化學鍵的效果,發作化學反應,使吸附劑與吸附質(溶質)之間結實的聯絡在一起。因為化學反應需求很多的活化能,通常需求在較高溫度下進行,吸附熱較大。化學吸附是一種選擇性吸附,即一種吸附劑只對某種或特定幾種物質有吸附效果。因為化學吸附是靠吸附劑和吸附質直接的化學鍵力進行的,所以化學吸附僅能構成單分于層,吸附是比較穩定的,不易解吸,這種吸附與吸附劑的外表化學性質直接有關,與吸附質的化學性質有關。
折疊交流吸附
一種物質的離子因為靜電引力集聚在吸附劑外表的帶電點上,在吸附過程中,伴隨著等量離子的交流,即每吸附一個吸附質(溶質)的離子。吸附劑一起要放出一個等量的離子,即離子交流。離子的電荷是交流吸附的決定因素。若是吸附質(溶質)的濃度一樣,離子所帶的電荷越多,它在吸附劑外表上的反電荷點上的吸附力越強。關于電荷一樣的離子,水化半徑越小,越能更嚴密地接近于吸附點,有利于吸附。 物理吸附、化學吸贊同離子交流吸附往往一起存在,在活性炭吸附法水處理過程中,使用3種吸附的歸納效果到達去掉污染物的意圖。關于不一樣的吸附物質,3種吸附所起的效果不一樣。