粒狀活性碳
活性炭是一種含碳材料製成的外觀呈黑色,內部孔隙結構發達,比表面 積大、吸附能力強的一類微晶質碳素材料,是一種常見的吸附劑、催化劑或 催化劑載體。
活性碳分為粒狀活性碳、粉末活性碳及活性碳纖維,但是由於粉末活性 碳有二次污染且不能再生而被限制利用。 粒狀活性碳 粒狀活性碳(GAC-granular activated carbon)一般為直徑在0.42-0.85毫米 之間的圓柱狀顆粒,理論上講粒狀活性炭產品顆粒越小,接觸空氣面積就越 大,比表面積也越大,吸附性能就越好,但是顆粒越小,粉碎製作過程中損 耗也越大,粉塵也越多,成本也就越高,所以很多廠家為降低成本,使用大 顆?;钚蕴?,性能當然不好,一般顆粒大小在0.5毫米左右的活性炭既達到了 最佳性能,又確保不是粉末,沒有污染。GAC的孔結構一般是具有三分散態 的孔分佈,既具有按IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)分類的孔徑大於50nm的大孔,也有2.0~50nm的中孔(過渡孔) 和小於2.0nm的微孔。但是由於GAC的孔狀結構、孔徑分佈等原因,它的吸 多不便,GAC的應用範圍收到了限制。 附速度較慢,分離率不高,特別是它的物理形態使其在應用和操作上的有諸 活性碳纖維 活性碳纖維(ACF)是繼粉狀與粒狀活性碳之後的活性碳產品,其最顯著的 特點是具有發達的比表面積(1000㎡/g~3000㎡/g)和豐富的微孔,微孔的體 積占總孔體積的90%以上,微孔直徑約10 Angstrom(1 Angstrom =1×10- 10m)左右,故其有很強的吸附能力。 ACF與傳統的粒狀活性碳(GAC)相比,ACF具有以下特點:
1)ACF與GAC的孔結構有很大的差異
如圖1和圖2所示。ACF的孔分佈基 本上呈單分散態,主要由小於2.0nm的微孔組成,且孔口直接開口在纖維表 面,其吸附質到達吸附位的擴散路徑短,纖維直徑細,故與被吸附物質的接 觸面積大,增加了吸附幾率,且可均勻接觸。
2)比表面積大,最大可達2500㎡/g,約是GAC的10~100倍;吸附容量大, 約是GAC的1.5~100倍;吸附能力為GAC的400倍以上;吸附、脫附速度快, ACF對氣體的吸附數10秒至數分鐘可達平衡。
3)孔徑分佈範圍窄,絕大多數孔徑在100 Angstrom(1 Angstrom =1×10- 10m)以下,GAC的內部結構有微孔、過渡孔和大孔之分,而ACF的結構只 有微孔及少量的過渡孔,沒有大孔,並且孔徑均勻,分佈比較狹窄,為 0.1~1nm,這是ACF吸附選擇性較好的原因。
4)ACF不僅對高濃度吸附質的吸附能力明顯,對低濃度吸附質的吸附能力 也特別優異,如當甲苯氣體含量低到10ppm(1ppm=1×10-6,即百萬分之 一,以下同)以下時,ACF還能對其吸附,而GAC必須高於100ppm時方能吸附 5)耐熱、耐酸堿;具有很強的氧化還原特性,可將高價金屬離子還原為低價態;
6)體積密度小,濾阻小,約是GAC的1/3??晌秸扯容^大的液體物質,且 動力損耗小 粒狀活性碳 活性炭是一種含碳材料製成的外觀呈黑色,內部孔隙結構發達,比表面 積大、吸附能力強的一類微晶質碳素材料,是一種常見的吸附劑、催化劑或 催化劑載體。 活性碳分為粒狀活性碳、粉末活性碳及活性碳纖維,但是由於粉末活性 碳有二次污染且不能再生而被限制利用。 粒狀活性碳 粒狀活性碳(GAC-granular activated carbon)一般為直徑在0.42-0.85毫米 之間的圓柱狀顆粒,理論上講粒狀活性炭產品顆粒越小,接觸空氣面積就越 大,比表面積也越大,吸附性能就越好,但是顆粒越小,粉碎製作過程中損 耗也越大,粉塵也越多,成本也就越高,所以很多廠家為降低成本,使用大 顆?;钚蕴?,性能當然不好,一般顆粒大小在0.5毫米左右的活性炭既達到了 最佳性能,又確保不是粉末,沒有污染。GAC的孔結構一般是具有三分散態 的孔分佈,既具有按IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)分類的孔徑大於50nm的大孔,也有2.0~50nm的中孔(過渡孔) 和小於2.0nm的微孔。但是由於GAC的孔狀結構、孔徑分佈等原因,它的吸 多不便,GAC的應用范圍收到了限制。 附速度較慢,分離率不高,特別是它的物理形態使其在應用和操作上的有諸 活性碳纖維 活性碳纖維(ACF)是繼粉狀與粒狀活性碳之后的活性碳產品,其最顯著的 特點是具有發達的比表面積(1000㎡/g~3000㎡/g)和豐富的微孔,微孔的體 積占總孔體積的90%以上,微孔直徑約10 Angstrom(1 Angstrom =1×10- 10m)左右,故其有很強的吸附能力。
ACF與傳統的粒狀活性碳(GAC)相比,ACF具有以下特點:
1)ACF與GAC的孔結構有很大的差異,如圖1和圖2所示。ACF的孔分佈基 本上呈單分散態,主要由小於2.0nm的微孔組成,且孔口直接開口在纖維表 面,其吸附質到達吸附位的擴散路徑短,纖維直徑細,故與被吸附物質的接 觸面積大,增加了吸附幾率,且可均勻接觸。
2)比表面積大,最大可達2500㎡/g,約是GAC的10~100倍;吸附容量大, 約是GAC的1.5~100倍;吸附能力為GAC的400倍以上;吸附、脫附速度快, ACF對氣體的吸附數10秒至數分鐘可達平衡。
3)孔徑分佈范圍窄,絕大多數孔徑在100 Angstrom(1 Angstrom =1×10- 10m)以下,GAC的內部結構有微孔、過渡孔和大孔之分,而ACF的結構只 有微孔及少量的過渡孔,沒有大孔,并且孔徑均勻,分佈比較狹窄,為 0.1~1nm,這是ACF吸附選擇性較好的原因。
4)ACF不僅對高濃度吸附質的吸附能力明顯,對低濃度吸附質的吸附能力 也特別優異,如當甲苯氣體含量低到10ppm(1ppm=1×10-6,即百萬分之 一,以下同)以下時,ACF還能對其吸附,而GAC必須高於100ppm時方能吸附
5)耐熱、耐酸堿;具有很強的氧化還原特性,可將高價金屬離子還原為低價態; 6)體積密度小,濾阻小,約是GAC的1/3??晌秸扯容^大的液體物質,且 動力損耗小