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活性炭 制备 不同 品种 研究进展

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6 3 收稿日期 文章编号 2 2 A2 A 9 0 388 51 9 39 2501 0 25 23J K452L5F MD E542N7F O6P Q R4S T54 O65 F6 4FU 1FG5F T5FG DF SP5W Z4Z T SP Z4FU5FG 5F SP T4Y 34S T54 W Q T 46S5V4S U 64TX FW SP ZT Z4T4S5 F Q 46S5V4S U 64TX FW 4FU SP U V Z3 FS Q V4T5 7W 46S5V4S U 64TX FW 4T T V5 Y U DEF G H C 6S5V4S U 64TX FW T4Y 34S T54 W ZT Z4T4S5 F 3 SP UW 造性能优良具有特殊用途的高性能活性炭 多使用 特制高价原料 所有制造活性炭的原料均为含碳物 质 可分为以下几大类 植物类原料 早期制备活性炭的原料主要是木质原料 近年 来制备活性炭谋求廉价原料的探索受到重视 使原 料范围增广 除传统的优质木材 锯木屑 木炭 椰 壳炭 棕榈核炭 另外还有农林副产物和某些食品 工业废弃物包括废木材 竹子 树皮 风倒木 核桃 壳 果核 棉壳 咖啡豆梗 油棕壳 甘蔗渣 糠醛渣 等 其中椰子壳和核桃壳最优 通常果壳经初步炭 化 再用水蒸气活化 所得到的活性炭具有较高的 强度和极精细的微孔 这种活性炭主要用于防毒保 护上 炭化的树皮以气体活化可得到廉价的活性 炭 这种活性炭可用来作为造纸废水的脱色剂 用 椰树皮纤维为原料 通过化学法可以得到一种活性 炭 能有效除去工业废水中的有毒废金属 甘蔗渣 作为制糖厂的废弃物 回收利用可用来制造价格低 廉具有特定性能的活性炭 用于污水处理和颜料吸 附 9 为活化剂 制备比表面积为 3 5 6 2 的高比表面 积活性炭 但此类活性炭生产成本昂贵 仅限于医 药 电子 气体吸附储存等领域 今后要开发适宜工 业化应用的石油焦生产的新技术 进一步提高石油 焦的附加值 拓宽活性炭的原料来源 另外催化油浆的有效利用是炼油行业的难题 目前多采用回炼的办法 利用率低且耗能高 油浆 中含有大量芳烃 芳构化程度较高 如果利用它来 制备活性炭也不失为一种好办法 塑料类原料 聚氯乙烯 聚丙烯 呋喃树脂 酚醛树脂 聚碳酸 脂 聚四氯乙烯等 这些原料可用来制活性炭 3 世 纪 3 年代 有人研究了以有机树脂 树脂前驱体如 苯乙烯 AB8C0DE81AFG 等人 将废轮胎橡胶炭化 在 HI 中浸泡后用水蒸气进行活化 制得的活性炭 孔容积为 F5 6 2 比表面积为 5 6 2 但是 用废轮胎生产活性炭也存在着一系列问题 轮胎进 行炭化处理时 橡胶成分气化而炭黑几乎全保留在 炭化产物中 炭黑是活化时生成孔隙的主要碳质部 分 而炭黑结晶化程度比较高 难被水蒸气活化 所 以为了使其孔隙发达 就必须提高活化的温度或者 延长活化的时间 当活化条件太苛刻时 会增加所 第 期 崔静活性炭制备及不同品种活性炭的研究进展 制的活性炭的灰分 另一个问题是废轮胎活性炭中 含有重金属锌 不能用于水处理及土壤处理中 仅 限于处理气体使用 除尘灰 除尘灰是钢铁企业在生产过程中排放的大量 粉尘和副产品 量大且粒度极细 主要成分是铁和 碳 还有少量的钙 镁 硅 铝的氧化物 目前 我国 对除尘灰的利用主要是将其粒化后作为炼钢原料 进行回炉 或作为水泥等的加入料 填料 氧化铁红 等一些技术含量较低的材料 国外对除尘灰的回收 利用非常重视 回收其中的碳作为橡胶补强填料 墨水 油漆和炭黑 或制成活性炭用于水处理 空气 净化 2 0 1 0等 采用物理活化的方 法 只有碳元素与水蒸气反应 活化后这些杂质仍 存在于制得的活性炭中 灰分的存在直接影响活性 炭的品质和吸附性能 实验证明采用酸碱改性处理 可以降低灰分 0 剩余污泥 在利用生物处理过程中产生的剩余污泥 制造 活性炭方面也进行过不少研究 所研究过的泥种有 处理食品工业中排水的剩余污泥 纸浆工厂排水的 凝聚沉淀污泥 处理综合废水过程中产生的污泥 所制得的活性炭由于灰分含量大 吸附能力只有市 售活性炭的 左右 为提高吸附性能 将导致成 本的增加和活性炭得率的降低 3 活性炭制备方法 物理活化法 将炭化材料在高温下用水蒸气 二氧化碳或空 气等氧化性气体与炭材料发生反应 使炭材料中无 序炭部分氧化刻蚀成孔 在材料内部形成发达的微 孔结构 炭化温度一般在 活化温度一般在 孔径为 8 89 并集中在 5 等 9 将酚醛树脂和聚丁烯丁脂在甲醇 中以 8A 8 比例混合 制得中孔活性炭 现在所利用 的形成孔隙的聚合物由于热解形成孔隙而不能回 收利用 将来可采用不进行热解而使用蒸发的孔隙 形成剂考虑对它回收利用 还可以考虑缩短不融化 处理时间 提高经济性 不同品种活性炭材料的研究 高比表面积活性炭 高比表面积活性炭由于具有比表面积高 大于 B99 微孔分布集中且吸附性能优等特点 已经广泛应用于医药 催化 气体分离及储存双电 层电容器等领域 研究表明含 和 的碱金属化 合物可促进生成微孔发达高比表面积活性炭 这种 促进机理在于 以 C 为例 部分 C 与原料反 应生成 D 和 另一部分 C 在温度达到 B99 E时就可发生脱水反应生成 这些含钾化 合物对碳的气化有催化作用 此外 金属钾的沸点 FG E 低于活化温度 B9 E 在活化阶段钾蒸 气在碳骨架中扩散 可促进新微孔的生成 导致活 性炭比表面积大大增加 活性炭纤维 活性炭纤维克服了粉状活性炭 粒状活性炭的 缺点 成为第三代活性炭吸附材料 活性炭纤维直 径细 与被吸附质的接触面积大增加了吸附几率 孔径分布窄 材料的孔径大小可以通过调整工艺参 数进行控制 而且漏损小 滤阻小 体积密度小易制 作 轻而小型化设备 基于以上优点活性炭纤维已 广泛应用于空气净化 冰箱的除异味 气体净制 有 机溶剂回收 工业有机废水的处理 催化剂或催化 剂载体 现在活性炭纤维的研究热点已经从制备表征 和吸附性能的研究转移到具有新结构和功能性活 性炭纤维研发 具有代表的是活性炭纤维的功能化 和中孔活性炭纤维的开发 功能化的主要途径是改 变形态 改变结构 碳合金化 化学改性 中孔活性 炭纤维 8 主要研究孔径的调控方法 目前有重复活 化 催化活化 界面活化 混合聚合物炭化 铸型炭 化等 活性炭微球 沥青类化合物热处理时发生热缩聚反应生成 各向异性的中间相小球体 将其分离制成微米级的 中间相炭微球 再将其表面活化制成吸附剂 有一 般活性炭不可比拟的高强度 高比表面积 强吸附 能力 日本大阪煤气公司用 C C 活化中间 相炭微球得到微孔活性炭微球 比表面积为 999 G99 沈曾民等人 用 C 作活化 剂制备出中孔型活性炭微球 具有高含量的中孔孔 容 是一种理想的双电层电容器电极材料 8 年代后这些活性炭公司不仅经营活性炭产 品 还扩大到活性炭生产设备和使用设备领域 我国也是世界活性炭生产大国 活性炭总产量 仅次于美国位居世界第二 出口量位居世界第一 但活性炭发展综合水平仍然非常落后 存在一些问 题 如工艺设备陈旧 生产方法落后效率低 原料利 用滞后 资源浪费 目前生产主要以木材 煤炭为 主 应转向其他含碳材料 生产部门和科研部门缺 乏沟通 新产品开发力度小 随各国工业的发展和 环保意识的提高 活性炭市场需求扩大 这对中国 活性炭生产发展有很大影响 由于配煤技术 催化 活化技术 原料煤处理技术及新型成型技术在我国 活性炭厂的广泛推广应用 我国活性炭正向着多品 种高质量的方向发展 以满足国内外不同用户的需 求 参考文献 郏其庚 活性炭的应用 上海 华东理工大学出版 社 88 钱慧娟 国外林产工业文 摘 888 6 6 KIS B V B W2 5 V V 14XEY B D Z C F DB 4 C PN OT PIPB 886B W72W5 6 邱介山 周颖 王琳娜 等 大连理工大学学报 888B 682ORT5 6 罗功宇 刘成明 黄子强 等 贵州林业科技 V 6 67 解强 张双全 炭素技术 88 V 6 任楠 夏建超 等 洁净煤炭技术 88V 67 胡志鹏 扬燕 广西能 源 88 6 V A C Y DB Z DBC4 KLK O V8 VV V V V6 VW V7 V 7601 A BCDEBF 9GBHDIJ K LBHLJBKBHDIJBMNNH G 64 O0 K 6 O O42 O 8 P5O OP46 2QO42 3 R61 71 OP42SO468 PO T 3 R UO146 42 61 9 IO T 760 O 8 6 BT14 OP41 V A HZ J LD H J E K 6 O O42 3 OP42SO468 PO T 3 R T247R2 71 P O0 U245 5 1 5 2P OP28 OP42SO42 9 IO T A V 吴明铂 化学活化法制备活性炭的研究进展 9 炭素 技术 刘海燕 凌立成 刘植昌 等 甲烷在高比表面活性炭 上脱附行为的研究 9 新型炭材料 HB Y B IB NCB B BYNCN F DHBC NFBHN B 86 14O 82 P56R2PO0 6OP42 1 T64U66 PO T 1 O 8 HONJ O 8 MNJ 9 IO T ZBGB M EN JDFB M KO6 O O42 O 8 P5O OP 46 2QO42 3 1U6002 71 PO T T6O81 9 IO T V A N BMD 9 HFN a NJD YD G 64 O0 H S60 6 O O42 R645 8 3 456 87P42 3 R61 71 PO T 32T6 3 R O 0 R6 T06 8 9 IO T V VA 常俊玲 刘洪波 等 中孔活性炭材料的研究进展 9 材料导报 M L L56 2 3076 P6 3 P TO04 2Pb0 RO 3O P61 O SO O827R 4 OP42S6 PO T 1 4562 6332P26 P 2760 V A 周娟娟 胡中华 生物活性炭技术与应用 9 西南给 排水 V 第 期 崔静活性炭制备及不同品种活性炭的研究进展 国产万吨级新工艺炭黑投产 总投资 V 万元的贵州省首家年产 万吨新工艺湿法造粒炭黑生产线 日前在承建单位中国橡胶集团炭黑研究 设计院与投资方贵州华能炭黑有限公司的共同努力下 在贵阳煤气气源厂建成投产 中国橡胶集团炭黑研究设计院通过对引进装置消化 吸收 创新 成功开发出国产万吨级新工艺炭黑装置 贵州华能 炭黑有限公司由贵阳煤气气源厂职工持股会 贵阳煤气气源厂 贵州铝厂共同投资组建 年建起的 号焦炉是为了 满足贵阳城市高峰用气 投产后富余煤气和化工产品需寻求充分循环利用和深加工的途径 他们瞅准了附加值极高的炭 黑产品的开发 年产 万吨新工艺油 气路线炭黑生产线以 号焦炉投产后富余的煤气为燃料 以其煤气净化产生 的焦油产品为原料 产出主要用于子午线轮胎生产的补强原材料 湿法造粒炭黑 使贵州轮胎及相关工业有了就近匹 配的炭黑原料产品 生产炭黑排出的尾气一部分作为回转干燥机燃料 一部分用于新建的一条 吨 c 小时中低压蒸汽 生产线 外供贵阳煤气气源厂 使整个生产链形成了典型的生态生产 中国化工报 年 月 日 有机超高密度信息存储获突破 中科院化学研究所宋延林研究员等从材料的结构功能设计出发 制备了一系列有特色的有机功能薄膜 并与中科院 物理所等单位合作 利用扫描探针实现纳米乃至分子尺度上的信息存储 在有机超高密度信息存储材料领域的研究取得 了一系列突破性进展 他们的成果受到国内外广泛关注 宋延林等设计了通过分子间氢键和 K K 相互作用自组装形成单晶薄膜的超分子体系 成功地在高定向裂解石墨表 面制备出分子规整排列的晶态薄膜 实现纳米尺寸信息点的写入 信息点的平均直径达 纳米 信息点间距可达 纳米 对应信息存储密度大于 T241 c PR 这一研究结果为用于高密度信息存储的新型功能薄膜的设计和制备提供 了新的思路和途径 中国化工报 年 月 日

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