文档介绍：上一堂课的主要内容
生物质、生物质能、生物质资源、生物质能的特点、生物质能转化的技术路线
生物质气化、生物质气化基本原理与过程、生物质气化工艺流程
植物资源液化
第一节、活性炭的基本概念
第二节、活性炭的微结构
第三节、活性炭的孔隙结构
第四节、活性炭的化学结构
第五节、活性炭的吸附性能
第六节、活性炭的质量指标
第四章活性炭的结构和性能
第一节、活性炭的基本概念
一、活性炭是什么?(定义)
活性炭(AC: activated carbon)是由含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达、表面积大,吸附能力强的一类微晶质碳素材料。
分子式:C;分子量:;熔点:3652℃;沸点:4827℃,3652℃升华。有多孔结构和对气体、蒸气或胶态固体有强大吸附本领的炭。每克的总表面面积可达500~1000平方米;~;~。含碳量10%~98%。
二、活性炭工业历史与现状
活性炭工业历史:
在公元前1550年埃及就用于医药,
公元前2世纪印度用于滤水,
长沙马王堆出土的汉墓木椁用木炭来吸潮、防腐,
明朝李时珍在《木草纲目》中记述果核烧炭可治疗腹泻和肠胃病。
到中世纪,,
从19世纪中叫开始研究“用量少、效果好”的脱色吸附剂,活化炭的研究走上了轨道,
二十世纪初欧洲诞生了活性炭工业。
日本学者柳井弘提出,把活性炭工业的建立和发展分为四个时期:
(1)、工业化前(1900年以前)
1856年已有用麦粉、焦油和MgCO3混合加热制脱色炭的,
1868年开始用纸厂废物拌和磷酸烧制脱色炭。但这些都是在实验里完成的,
工业化设备、材料、工程理论问题没能得到解决。
谢勒(Sheele)在1773年、方塔纳(Fontana)在1777年分别发现木炭能吸附大量的气体及空气。
1785年,洛维茨证实木炭能使某些液体脱色。这一发现导致木炭于1794年在英国精制糖厂中首次获得工业应用。
18世纪末,人们首次发现木炭的吸附能力
(2)、工业生产出现(1900-1925年):1900-1901年,奥斯特雷杰科(Ostrejko)发发明了金属***化物和植物原料混合来制造活性炭的两项专利。1909年以木炭为原料用气体法在欧洲开始生产粉状活性炭,1911年荷兰NORTE炭出售(后成为命名的糖用碳),
1911年在维也纳附近的Fanto工厂首次用水蒸气活化法生产出Eponit粉状炭,1913年又用***化锌活化法生产出防毒面具用的粒状活性炭。
从20世纪初至20世纪中期,由于战争的原因,防毒面具用活性炭和糖厂用的脱色炭有很大发展。
第二次世界大战开始后,要求可靠性更高的防毒面具,煤开始作为生产活性炭的原料,出现了压块、压伸工艺制造技术。
(3)、成长期(1925-1950),20年代初期在欧洲,活性炭的用途已扩大到矿物油、植物油和化学药品的精制。
1926年以后,活性炭制法研究集中在荷兰,而理论方面研究集中在德国。
1929年以后,在美国开始把粉状活性炭用于水处理(每年2000-3000 t)。这时原料使用相当广泛,扩展到用果壳、核、泥煤等。活化方法也多种多样,理论研究进一步深化。
1938年布朗诺尔、埃米特、泰勒(Brunauer, Emmett, Teuer) 3人在朗格谬尔(Langmuir)动力学吸附理论的基础上,提出了多分子层吸附理论(简称BET理论)和著名的BET方程。
1943年美国匹斯堡活性炭公司(现在的Calgoh公司)首次采用烟煤压块、水蒸气活化工艺制造军用活性炭。
德国和日本采用挤压成型制造柱状活性炭。在此期间,基础性研究也有了一些进展。