测定活性炭吸附甲苯等温线的试验方法.docx

测定活性炭吸附甲苯等温线的试验方法王岭 ,张文辉 ,李书荣(煤科总院 北京煤化所 , 北京 100013)摘 要 :介绍了一种活性炭吸附甲苯的吸附等温线的试验方法 。关键词 :活性炭 ; 甲苯 ; 吸附等温线文章编号 : 100523433 (2002) 0420019204中图分类号 : tq424 . 1文献标识码 : a随着人类生活水平逐日提高 、人类消费欲望过度膨胀 ,工业垃圾和生活垃圾的总量 在以前所未有的速度增长着 ,这些垃圾散发着恶臭 、污染着地表水和地下水 ;在农田大量 使用着有机肥和有机农药的同时 ,这些有机 污染物也随着雨水进入了江河湖泊 ; 装修的 涂料和家具中散发的刺鼻的异味 有机的 和无机的污染物 ,也正在伤害着我们的身体。人类今天越来越深刻地认识到了有机 污染物给我们生存带来的危害 ,如何解决这 类污染也越来越成为科技界 、政界和商界所 关注的问题 。在科技高度发达的西方工业化 国家 ,活性炭仍然是解决这类污染的首选材料 ,但不同的活性炭产品对这类污染物质的 吸附能力也有着较大的差异 。这就需要我们 来做评价和筛选的工作 ,以便我们对症下药 , 选用合适的活性炭产品来处理这类污染 。由于国内目前对这种检测尚无统一的国家标准 ,但又要开展这项工作 ,因此我们依据国外类似 的检测标准编写了这一试验方法 。1活性炭吸附甲苯的气相吸附等温线的试 验方法 活性炭吸附甲苯的等温线分气相吸附等温线和液相吸附等温线 2 种 ,气相吸附等温 线的试验方法如下 。1 . 1方法提要 配制一定甲苯浓度的试验气体 ,以该气体通过装有活性炭的吸附管 ,吸附 1 h 后 ,测 活性炭对甲苯的吸附量 。改变试验气中甲苯的浓度 ,测这一浓度下的活性炭对甲苯的吸附量 。 绘制活性炭对甲苯的吸附量的吸附等温线 ,该曲线即为所求 。1 . 2装置 (见图 1) 及器皿图 1测定活性炭吸附甲苯之吸附等温线的试验装置1 、2 . 空气钢瓶 ; 3 、4 . 减压器 ; 5 、6 . 流量计 ; 7 、8 、9 、10 . 换热器 ; 11 . 甲苯发生器 ;12 . 混合器 ; 13 . 吸附管 ; 14 . 加热器 ; 15 . 热电偶 ;16 . 控温器 ; 17 . 恒温水浴作者简介 :王 岭 ( 19592) ,男 ,河南清丰人 ,南开大学毕业 ,高级工程师 。20 林产化工通讯2002 年第 36 卷第 4 期转子流量计 2 个 ,1 000 ml/ min ;吸附管(见图2 ) ,多个 ; 换热器 , 4 支 ( 用直径为8 mm校正转子流量计 : 用乳胶管把钢瓶减压器出口 、转子流量计 、皂膜流量计串接起来 ,校正转子流量计 。1 . 5 试验操作1 . 5 . 1 用二分器或四分法将待检样品混合 均匀 ,并缩分到 100 g ,将样品烘干后 ,放入干 燥器放凉备用 。1. 5. 2 冬天时应加热水浴中的水 ,夏天时应 适量放入冰块冷却水浴中的水 ,使其保持在25 。1 . 5 . 3 称量空吸附管重 ,记下质量 f1 ,装入 活性炭样品 ,样品高度 10 cm ,再称重并记下 质量 f2 。将样品管垂直放入水浴中 ,并与装 置连接好 。1 . 5 . 4 开通与甲苯发生器连接的钢瓶减压 器 ,使流量计流量为 1 000 ml / min 。并按下 秒表计时 。1 . 5 . 5 当试验到 1 h 时 ,断开样品管与装置的连接 ,并用取气袋取一袋试验气 ,用气相色 谱测气袋中甲苯的浓度 ,记下试验气中甲苯的浓度为 c1 ( mg/ l ) 。1 . 5 . 6 将样品管外部的水仔细擦净 ,称重并 记下 f3 。计算活性炭对甲苯的吸附量 :a 1 ( %) = ( f3 - f2 ) / ( f2 - f1 ) 1001 . 5 . 7 调整试验气的流量 ,使通过甲苯发生 器的空气流量为 800 ml / min ,使配入空气的 流量为 200 ml / min ,再做活性炭对甲苯的吸 附量 ,并记做 a 2 。同时测试验气中甲苯的浓 度 ,并记下 c2 。1 . 5 . 8 再调整试验气的流量 ,使通过甲苯发 生器的空气流量分别为 600 ml / min 和 400 ml / min ,使配入空气的流量分别为 400 ml / min 和 600 ml / min , 分别求得 a 3 , c3 ( mg/ l ) ; a 4 , c4 ( mg/ l ) 。1 . 5 . 9 以试验气浓度为纵坐标 、活性炭对甲苯的吸附量为横坐标绘制吸附等温线 。2测定活性炭吸甲苯之液相吸附等温线的 试验方法2 . 1 本方法是参考美国 a s tm 标准的“测图 2吸附管的玻璃管绕直径为 80 mm 的木棒盘 8 圈) ;钢瓶 ,2 个 ,内含空气 ;万分之一天平 ,1 台 ;减 压器 ,2 个 ( yqar2731l 型) ; 甲苯发生器 ( 见图 3) ,2 个 , 其 中 一 个 用 做 混 合 器 ; 热 电 偶 ,1 支 ( k 型) ;加热器 ,1 支 ,普通电热丝 ,外有 套管 ;恒温水浴箱 ,1 台 ( 自制) ; 控温器 , 1 台(自 制) ; 秒 表 1 支 ; 皂 膜 流 量 计 , 测 量 范 围2001 000 ml / min ,1 支 ; 气相色谱仪1 台 ,型号 :岛津 8a 。图 3甲苯发生器1 . 3试剂试剂为甲苯 ,分析纯 。1 . 4试验前的准备21 林产化工通讯2002 年第 36 卷第 4 期活性炭碘值的标准试验方法”( standard test别测试过滤液中甲苯的质量浓度 ,记下质量浓度分别为 c0 、c1 、c2 、c3 、c4 。其中 c0 是 空白试验中甲苯的质量浓度 ( g/ l ) 。2 . 5 . 3 计算不同过滤液对应的炭对甲苯的 吸附量 ,分别记做 a 1 、a 2 、a 3 、a 4 。 a 1 的计算如下 :a 1 = ( c0 - c1 ) / 10 w 1其中 w 1 是 称 入 的 炭 粉 重 , 本 例 中 为1 . 00 g 。a 2 、a 3 、a 4 的计算同本例 。2 . 5 . 4 以过滤液浓度为横坐标 ,以炭对苯的 吸附量为纵坐标 ,在双对数坐标纸上绘制吸 附等温线 。3 补充说明及讨论3 . 1 本试验方法只规定测试 4 个点 ,如对试 验要求较高时 ,可多测几个点 。3 . 2 如无气相色谱 ,可用试验前后甲苯发生 瓶的质量差除以试验气体的总量来求试验气中甲苯的含量 ,应当注意 :试验气体的总量不 是 1 000 ml ,它应该包含甲苯气体的含量 。3 . 3 在作液相吸附等温线时 ,如果过滤液中 甲苯的浓度太低以至检测不 出 甲 苯 的 含 量 时 ,应适当减少称入的炭粉量 。3 . 4 本方法只写了制作甲苯的吸附等温线 的方法 ,但它同样适用于如甲醛 、苯等的有机 物之等温线的制作 。3 . 5 同一实验室做重复试验时 ,测得的一组 数其对应各点的误差应小于 5 % ,对于液相等温线和气相等温线都如此 。io dine of acti2met ho d fo r deter minatio n of vated carbo n) 而编写的 。2 . 2方法提要配制一种甲苯的水溶液 ,在几个三角瓶中分别放入 100 ml 该种溶液 , 分别将不同 质量的炭粉投入这几个三角瓶中 ,经过一段 时间的吸附后 ,过滤并测得滤后液甲苯的浓 度及其对应的炭对甲苯的吸附量 ,绘制滤后 液浓 度2炭 对 甲 苯 的 吸 附 量 之 吸 附 等 温 线 。 该曲线即为所求 。2 . 3装置及器皿容量瓶 ,1 l ,1 个 ;250 ml 三角瓶 ,5 个 ; 制粉机 ,1 台 , gj2a 型 ; 烘箱 , 1 台 ; 振荡器 , 1 台 ;液相色谱 , 1 台 , 型号 : 岛津 4a ; 移液管 ,100 ml ,1 支 ; 微量注射器 ,1 ml ,1 支 ,无型 号 。2 . 4溶液的配制甲苯在 100 g 水中的溶解度是 0 . 047 g(16 ) ,配溶液时选择用微量注射器吸取甲 苯 0 . 4 ml , 称重并记下质量 , 将 这 0 . 4 ml 甲苯移入 1 l 的容量瓶中 ,加入水 1 l ,摇匀 。 再称量空的注射器重并记下质量 ,通过两次 注射器质量的差算出溶液中甲苯的含量 。2 . 5试验操作2 . 5 . 1将 缩 分 好 的 样 品 磨 成 90 %能 通 过0 . 044 mm的标准筛的细粉 。在烘箱中烘干 ,放到干燥器中放凉备用 。2 . 5 . 2 取 4 个 250 ml 的三角瓶 ,分别称入1 . 00 、0 . 95 、0 . 90 、0 . 85 g 的 炭 粉 , 称 准 到0 . 000 1 g ,再向 三 角 瓶 中 分 别 加 入 100 ml 试验液 ,放到振荡器上振荡 15 min ( 同时做 空白) ,取下三角瓶并过滤 ,在液相色谱上分参考文献 :1as tm 标准 , standard test met ho d fo r deter minatio nof io dine number of activated carbo n . ( 94) .常用化学手册m . 地质出版社 ,1997 .222 林产化工通讯2002 年第 36 卷第 4 期a t es t m e t hod fo r d e t erm ina t ion o f tol u en eadso r p t ion iso t h erm o f ac t iva t ed ca rbonwan g ling ,zhan g wen2hui ,l i shu2ro ng( b ei j i n g i nst i t u te of coal che m ist ry , gene ral i nst i t u t ions of coal science , b ei j i n g 100013 , china)abstract : a test met hod for determinatio n of toluene adsorp tio n isot herm of activated carbo n was int roduced.key words : activated carbo n ; toluene ; adsorp tio n isot herm( 收稿日期 :2002205224)重要的抗菌素相继问世 ,带动了抗菌素工业的诞生 。发酵工业由无氧条件下的发酵发展 到了有氧发酵 。长期以来 ,几乎都是以碳水化合物作为发酵的原料 ,而到 60 年代增加了正烷烃 、醋 酸 、醇类和天然气等 。发酵的原料从依赖于 农产品的状态转为从石油等 矿 产 资 源 中 寻 找 ,从而实现了发酵原料的重大转变 。70 年代 , 基因重组技术 、细胞融合等生物工程技术的飞速发展 ,为人类定向培育微 生物开辟了 新 途 径 , 微 生 物 工 程 应 运 而 生 。 通过 dna 的组装或细胞工程手段 , 能按照 人类设计的蓝图创造出新的“工程菌”和超级 菌 ,然后通过微生物的发酵生产出对人有益的物质产品 。传统的发酵技术 ,与现代生物工程中的 基因工程 、细胞工程 、蛋白质工程和酶工程等 相结合 ,使发酵工业进入到微生物工程的阶 段 。微生物工程包括菌种选育 、菌体生产 、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等 。 现代微生物工程不仅使用微生物细胞 ,也可以使用动物和植物的细胞来进行发酵 , 以生产出对人类有用的各种生物产品 。例如 利用培养罐可以大量培养出杂交瘤细胞 ,生产出用于疾病诊断和治疗的单克隆抗体等生 物工程药品 。知 识 库 微生物工程微生物工程又叫发酵工程 。发酵是微生物特有的作用 ,几千年前就已被人类认识并 且用来制造酒 、面包等食品 。微生物工程 ,是大规模发酵生产工艺的总称 ,就是利用微生物的发酵作用 ,通过现代工程技术手段来生 产有用物质 ,或者把微生物直接应用于生物 反应器的技术 。微生物工程是在发酵工艺基础上吸收基因工程 、细胞工程和酶工程以及 其他技术的成果而形成的 。发酵工程与化学工业 、医