常用吸附剂 活性炭PPT精选文档

1、主旨发言人、团队成员、常用吸附剂活性炭、胶体和表面化学，2、目录、1、2、3、4、简介、制备工艺、性能特点、应用实例，3、简介，活性炭又称活性炭黑。它是黑色粉末或颗粒状无定形碳。活性炭的主要成分包括氧、氢和除碳以外的其他元素。活性炭是一种多孔的含碳物质，具有很强的吸附能力，这是由于其微晶碳的不规则排列和交叉连接之间的微孔，在活化时会产生碳组织缺陷。它不仅可以作为吸附剂，还可以作为脱色剂和催化剂载体，广泛应用于化工、国防、环保、食品等行业。4、介绍活性炭的种类，由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合的不同，活性炭的种类有很多种，到目前为止没有准确的统计，大约有上千个品种。根据原料来源：1。木质活性炭2。动物骨活性炭3。矿物活性炭4。再生活性炭5。其他原料的活性炭分为1。化学活性碳(化学碳)2。物理活性炭(物理碳)3。化学物理活性炭分为1。粉末活性炭2。粒状活性炭3。无定形粒状活性炭4。圆柱形活性炭5。球形活性炭6。其他形状的活性炭分为孔径和大小：1。大孔(孔径500埃)2。过渡孔(孔径20a-500a) 3。微孔(孔径20A)，5。简介，生活中常用的活性炭，木质活性炭：由锯末、木炭等制成的活性炭。果壳活性炭：由椰子壳、核桃壳、杏仁壳等制成的活性炭。6。介绍，煤活性炭：由褐煤、泥炭、烟煤、无烟煤等制成的活性炭。再生活性炭：以废旧活性炭为原料制成的再生活性炭，7。制备过程中，活性炭的制备主要包括炭化和活化2.1。碳化是指在隔绝空气的条件下加热有机原料，以减少非碳成分并产生适于后续活化反应的含碳材料。碳化通常在1000以下进行，分为以下三个阶段。(1)脱水、脱酸等初级分解反应发生在400以下，但碳中仍留有-O键；(2)在400-700时，氧键断裂，氧以H2O、一氧化碳、二氧化碳等形式沉淀，芳香核之间开始形成键。(3)脱氢，生成大量芳香核并直接结合形成具有二维平面结构的中间体，同时形成上CH2。被组合以形成三维三维结构。8、制备工艺，2.1.1、碳化的主要目的，(1)消除成型材料中的挥发物和水分；(2)为了提高碳化材料的强度，煤焦油中的沥青组分形成基本骨架；(3)在碳颗粒中形成初级孔。2.1.2、温度对碳化的影响，碳化温度直接影响碳化产物的孔结构和强度。如果温度太低，碳化产物不能形成足够的机械强度，如果温度太高，将促进碳化产物中石墨微晶的有序变化，减小微晶之间的间隙，影响活化造孔过程。9、制备过程，2、活化，所谓活化就是赋予碳颗粒活性，使碳形成多孔微晶结构，具有发达的表面积。通常有三种活化方法，即化学活化法、物理化学联合活化法和物理活化法(1)化学活化法是将含碳原料与化学活化剂混合捏和，然后碳化活化制备活性炭。药物包括氯化锌、磷酸、硫酸钾和硫酸钾。(2)物理和化学联合活化法一般从化学活化开始，然后是物理活化。通过物理活化，尤其是蒸汽活化制成的产品，具有发育良好的微孔和对气态物质的良好吸附能力。化学活化法制备的活性炭具有发达的微孔，是目前最常用的活性炭活化温度过高，微孔减少，吸附力降低。一般来说，蒸汽活化法的活化温度控制在800-950，烟气活化温度控制在900-950，空气活化温度控制在600左右。11、制备工艺流程，碳的气化燃烧反应的相对速度(800，10.1千帕)。在相同的温度下，不同的活化剂具有不同的化学性质，它们与碳的反应速度也不同。从上表中，我们可以看到空气、水蒸气和二氧化碳活化的相对速度比较。如果碳氧反应速度快，活化温度仅需600左右。然而，使用蒸汽需要800-950。然而，由于水蒸气可以充分扩散到碳的微孔中，因此可以获得比表面积大、吸附能力强的活性炭，从而可以在整个碳颗粒中均匀地进行活化反应。一般来说，CO2和水蒸气作为活化剂具有较好的活化效果。(2)活化剂类型对活化过程的影响。制备工艺流程，(3)原煤性质的影响不同的煤具有不同的含碳量、含氧量和含氢量，以及煤的不同化学结构，因此碳化后得到的焦炭性质也不同。在一定温度下，对活化剂的反应速率也不同。因此，根据原煤的不同，活化生产过程略有不同。无烟煤的活化温度比烟煤高20-30。(4)炭化温度的影响煤的炭化温度直接影响炭化物的孔结构和强度，从而影响半焦的性能，尤其是最终温度。如果最终碳化温度太高，碳化材料的表面将收缩形成可石墨化的碳层，这将增加活化的难度。(5)活化剂的流量和浓度影响活化剂的流量。活化剂和碳之间的反应速率增加，导致着火损失增加和活化不均匀，导致微孔减少。当活化剂的流量较低时，孔体积反而会增大，因此活化剂的合适流量是保证活性炭质量的因素之一。下表显示了水蒸气剂量和活化时间之间的关系。水蒸气作为活化剂，在一定温度下水蒸气的量较大时，活化时间可以缩短，但不同温度下缩短的活化时间不同。根据实验数据，当活化温度从850提高到930时，CO2浓度可提高一倍。作为活化介质，CO2浓度增加以加速反应速度。(6)炭化料中灰分含量的影响在炭化和活化过程中，炭化料中的大部分无机成分转化为灰分，这是影响活性炭强度的主要因素。在灰分和碳的界面处，灰分会引起裂纹并影响活性炭的强度。无机物中碱金属、铜、铁等的氧化物和碳酸盐对碳和水蒸气的反应有催化作用。因此，在碳化材料中加入少量的钴、铁、钒、镍等氧化物可以加速碳和水蒸气的反应。(7)碳粒径对碳粒径的影响较小，活化速度较快，这一点很明显。如果颗粒尺寸太大，活化反应会受到活化剂在碳颗粒中扩散速度的影响，并且活化剂和碳之间的接触面积很小，会出现颗粒外部被烧坏而内部未被活化的现象。如果颗粒尺寸过小，活化气流的阻力将增加，无法达到均匀活化的目的。因此，碳颗粒的粒径将直接影响活化速度和均匀活化程度，碳的粒径应该是均匀的。在反应过程中，碳颗粒尺寸逐渐减小，这有利于活化，但附着在碳颗粒外表面的灰分会影响活化剂的效果。15、制备工艺流程2.3、活性炭生产工艺流程图，以太西无烟煤为主要原料吸附特性，18、性能特性，因为活性炭的内部孔隙结构发达，它具有较大的表面积，并且在碳颗粒中有更小的孔隙毛细管。这种毛细管有很强的吸附能力。由于碳颗粒的表面积大，它可以与气体(杂质)充分接触，当这些气体(杂质)遇到毛细管时，它们被吸附，因此活性炭具有很强的吸附特性。(1)其独特的孔隙结构，19、性能特征，因为分子具有吸引力，就像磁力一样，所有分子都具有相互吸引力。因此，活性炭孔壁上的大量分子会产生很强的吸引力，从而达到将有害杂质吸引到孔径中直到活性炭中的孔被填满的目的。分子间相互吸附力、20、性能特征和催化剂载体特征。活性炭由于其发达的细孔结构、巨大的内表面积以及良好的耐热性、耐酸性和耐碱性，可用作催化剂载体。例如，活性炭是有机化学中氢化、脱氢环化、异构化和其他反应中铂和钯催化剂的优良载体。活性炭作为催化剂载体的作用：分散多相催化是一种界面现象，因此要求催化剂的活性组分具有足够的表面积，这就需要提高活性组分的分散性，使其处于微米级和原子级的分散状态。载体可以将活性成分分散成非常小的颗粒并保持其稳定性。(2)稳定载体可以稳定催化剂，防止活性组分的微晶半熔化或重结晶。(3)载体可以赋予固体催化剂一定的形状和尺寸，满足工业反应对其流体力学条件的要求。(4)传热和稀释效应会引起强烈的放热或吸热反应。通过选择具有良好导热性的催化剂载体，可以及时除去反应热，以防止催化剂表面温度过高。除了上述物理效应外，催化效应的载体还具有化学效应。载体和活性组分或助催化剂的化学作用将导致催化剂活性、选择性和稳定性的变化。21、性能特点，活性炭在环保、工业和民用方面已经大量使用，并取得了可观的效果，但是，活性炭吸附饱和后被替代，如果使用单位将被废弃、掩埋或焚烧，将造成资源浪费和环境的再污染。因此，活性炭的再生具有重要意义。活性炭吸附是一个物理过程。高温蒸汽可用于脱附用过的活性炭中的杂质，恢复其原有活性，从而达到再利用的目的，具有明显的经济效益。再生活性炭的使用可以连续重复使用和再生。但是，每次再生的损失约为5 10%，吸附量将依次降低。重现性为22。活性炭作为一种优良的吸附剂，常用于水净化、空气净化、工业废气回收、贵金属回收和精制等。其应用范围涵盖化工、食品加工、医疗保健、农业、国防等领域，催化和电化学电源，在环境保护和人类生活中发挥重要作用。23 .应用实例，活性炭主要用于液相，包括水处理、食品工业脱色和贵金属回收。其中，水处理主要应用于饮用水的净化、废水处理和工业水处理。活性炭在气相吸附中的应用主要包括烟气、工业废气的处理和净化、生活空气的净化、油气的回收和有毒气体的保护。活性炭本身具有催化活性，可以单独用作催化剂。它也可以用作负载活性离子的催化剂载体。此外，活性炭还可用于土壤污染控制、储氢、新型储能装置的电极材料等。液相吸附应用气相吸附应用催化剂球形活性炭具有球形表面均匀、表面光滑、机械强度高、比表面积大、耐磨、耐腐蚀、长期使用后碎屑少、产品杂质含量低等优点。日本大阪煤气公司以中间相沥青为原料，氢氧化钾为活化剂，制备比表面积高达3000 4600m2/g的超高比表面积活性炭微球。(1)活性炭微球，25个，应用实例，制备工艺流程如下：煤焦油沥青或石油残渣、高软化点沥青、沥青球、不熔化沥青球、球形活性炭、调制、滚圆、添加剂、不熔化、氧化介质250-400、碳化、活化、N2活化剂、900,制备方法：分层成球法、介质分散法、喷雾法、反应乳液法、热缩聚法、乳液法、悬浮法等。应用领域：化工、石化、制药、防毒、能源和环保等。(2)活性炭纳米管，活性炭纳米管可以看作是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝空心管状结构。因此，它具有管状孔、层间孔等。此外，它还具有表面原子密度高、比表面积大、孔结构和表面结构可改变的特点。这些特性使其在催化剂载体、储氢材料、超级电容器、锂离子二次电池和隐身材料等领域得到了广泛的研究。制备方法：气相氧化、液相氧化和固相氧化。无论哪种方式，碳纳米管被活化和后处理以获得活化的碳纳米管。27、应用