微波技术制备活性炭的方法

1、1.1 活性炭的特性活性炭属不定型物质,是疏水性非极性吸附剂,能选择性地吸附非极性物质,吸附力大。孔径大小不同的孔隙,能吸附分子大小不同的物质。此外,由于其表面和表面化合物以及灰分等的作用,活性炭具有良好的催化活性。活性炭之所以能得以广泛使用也归功于其稳定的化学性质。它能耐酸、耐碱、耐高温,不溶于水和其它溶剂,能在水溶液和许多溶剂中使用。活性炭的另一特性是它经使用失效后,可用各种方法再生,可多次利用。0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 活性炭的质量指标与应用活性炭的质量有多项物理与化学指标,主要的如:水分、灰分、酸溶物、各种金属和酸根的含量,以及它的吸附性能等。对于不同用途的活性炭

2、,时常用不同的物质和方法来检验它的吸附性能,通常有亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值、苯酚值等。其中亚甲基蓝吸附值是最常用的,对它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物质的能力,具有大量微孔的活性炭,此值较高。根据活性炭的吸附特点,活性炭主要用于除去水中的污染物、脱色、过滤净化液体、气体,还用于对空气0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 活性炭的国内外需求现状国内外活性炭的生产与应用都比较晚。欧美在20 世纪初开始发展活性炭的生产2。我国的活性炭工业在 20 世纪 50 年代才真正建立起来,在 70 年代有较大的发展。目前,世界活性炭的年产量约0c59f8ea 工业大型微

3、波炉 http:/ 左右。 1997 年美洲(巴西、墨西哥、美国)为 2.359×105t,欧洲(比利时、法国、英国、荷兰)达 1.124×l05t,亚洲中国(包括台湾)、印度、印尼、日本、南朝鲜、马来西亚、菲律宾、斯里兰卡、泰国计 3.01×105t。1997 年中国活性炭生产总量达 1.2×105t 以上,占世界年产量的 l5%。据有关信息资料报道,1998 年中国出口量为 1.004×105t,出口额达 6.04 亿美元;2000 年中国活性炭出口量高达1.192×10

4、5t,出口额高达 6.85 亿美元。在进口数量上,1999 年活性炭进口量为 1904.5 万 t,进口额达 558.2 万美元;2001 年活性炭进口量增加为0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 万 t。进口额为 727.1 万美元。从这些数据可以看出,2l 世纪中国的活性炭行业仍然具有广阔的发展前景。但是,国内的活性炭工业必须注重研究活性炭的应用发展趋势,加强新技术开发,促进整个活性炭行业的良好发展。3 活性炭制备原料与传统制备方法3.1 活性炭的制备原料用于活性炭生产的主要原材料可分为以下 5大类:a、植物性原料,如木材、锯末、果核、果壳、棉花秸、糠醛渣、蔗糖渣等;b、矿物原料

5、,如各种0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 活性炭的传统制备方法国内外传统的活性炭制备方法有气体活化法,化学活化法,化学物理法:气体活化法是把原料炭化后,用水蒸气、二氧化碳、空气、烟道气等,在800900下进行活化的方法。活性炭得率较低,0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 微波法制备活性炭0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ Kasai、Takakazu5等将有机成型废料用微波加热,炭化,活化制得优质活性炭。彭金辉等用蚕豆秆,稻秆,黑型树皮拷胶废料,瓜子壳,麦秸,玉米芯,蚕豆壳,甘蔗渣,杨梅树皮废料,烟秆,松木屑,椰壳为原料,微波制备活性炭。樊希安等采用微波辐

6、射竹节、椰壳、棉秆,利用磷酸、水蒸气、氯化锌为活化剂制得优质活性炭。张利波等采用微波辐射烟秆法制得了性能各异的活性炭。0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 微波加热的原理微波频率大约在 300MHZ300GHZ,即波长100cm 至 1mm 范围内的电磁波。微波加热的原理基于当微波遇到不同材料时,依材料的性质不同会发生反射、吸收、穿透现象,这取决于材料的介电常数、介电损耗系数、比热、形状和含水量等。一般来说介质在微波场中加热有两种机理,即离子传导机理和偶极子转动机理,在实际加热中,两种机理的微波能耗散同时存在。传统加热是由外部热源通过热辐射由表及里的传导加热,与之相比,微波加热具有如

7、下特点:选择性加热,加热速度快,热效率0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 微波技术在环保领域的应用微波技术在环保领域的几种应用:含油污泥微波脱油技术;原油淤泥微波脱油技术;微波碳还原-烟气脱硫脱硝技术;微波焚烧法处理废电路板回收贵金属技术;微波-氯化锌法制取锯末活性炭处理含铬废水;微波法制取原油泄露处理用高吸油性复合体技术;防电磁波辐射污染用微波吸收剂的制取技术。4.3 微波法制备活性炭的影响因素0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 微波功率的影响取充分浸渍滤干后污泥原料于石英管中,固定微波辐照时间 4min,氯化锌浓度 35%,干污泥与氯化锌比重 1:3.0,改变微波功

8、率,。当功率较低时,0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 辐照时间的影响取充分浸渍滤干后的污泥原料置于石英剥离管中,固定在微波炉腔体中,在微波功率为 595W,活化剂氯化锌的浓度为 35%,干污泥与氯化锌溶液的重量比为 1:3.0 的条件下,改变辐射时间实验结果2 所示,吸附剂的碘值与亚甲基蓝吸附值随微波时间的变化表现了相似的变化规律,分析其原因,主0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 活化剂浓度的影响经不同浓度氯化锌溶液充分浸渍滤干后的污泥原料,放入石英管中,固定在微波腔体中,在微波功率 595W,辐照时间 4min,干污泥与氯化锌的中重量比为 1:3.0 的条件下实验,研究不同浓度活化剂浓度对所制备含炭吸附剂的吸附性能的影响。一般来讲,活化剂浓度越高,脱水缩合作用就越大,最终得到的吸附剂多孔结构也越发达,吸附性能就越0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 浸渍比的影响将不同重量的 40%的氯化锌溶液充分浸渍滤干后的污泥原料放入石英管中,固定在微波腔体中,在 595W 微波功率下辐照 4min。干污泥与氯化锌溶液的重量比越大,活化剂溶液可使颗粒污泥得到充0c59f8ea 工业大型微波炉 http:/ 其他影响因素在微波制备活性炭的实验中影响因素还有浸泡时间,一般来说浸泡时间越久,其浸渍的