活性炭的制备过程【活性炭制备及应用】

来源:调研报告 发布时间:2019-07-11 08:44:04 点击:

活性炭的制备及应用

1.活性炭的制备

1.1化学活化法

1.1.1氯化锌法

氯化锌法制造工艺为在原料中加人重量是原料0.5~4倍、比重为1.8左右的浓氯化锌溶液并进行混合,让氯化锌浸渍,然后在回转炉中隔绝空气加热~600-700℃,由于氯化锌的脱水作用,原料里的氢和氧主要以水蒸气的形式放出,形成多孔性结构发达的炭。

1.1.2 磷酸法

磷酸活化原则上是将精细粉碎的原料与磷酸溶液混合,接着混合物被烘干,并在转炉内加热到400~600℃,众所熟知的工艺过程是在较高的温度下(1 100℃) 进行的。

1.2 气体活化法 微波加热法制活性炭

含碳原料在600℃以上的温度下进行预热处理,与水蒸气、二氧化碳、含氧气体或活化产生的气体接触,以微波直接加热,即可完成活化.但由通常活化方法能制得活性炭的煤类、石油类、木质类等原料,想用微波加热到完全活化温度是不可能的.例如煤、沥青、木材等原料,若照射微波,最初因水分发热,温度可达100℃左右,然后当水分蒸发完 ,发热极小,要升温到100℃以上,或不可能或需很长的时间。

1.3 药品活化和气体活化的配合使用

气体活化和药品活化有时还配合起来使用.对受过药品活化处理的炭,进一步进行水蒸气活化,有时能制造出特殊细孔分布的产品,并使幅度很广的细孔数增加.用活性炭处理含有会堵塞炭的细孔的那样物质的气体时,例如,用粒状活性炭从城市煤气中吸附除去苯时,活性炭的细孔被城市煤气中的二烯烃堵塞而迅速老化.为 制造这种情况下能使用的活性炭,曾应用过这种配合使用的活化方法.勒吉公司的苯佐尔邦牌活性炭就是有代表性的这类活性炭。

1.4 连续炭化活化法

用比较简单的流动加热炉连续进行炭化和限制氧化活化的活性炭生产方法,并且操作省工、产品质量较好.该方法特点是:把含水率调整到l5%~30%的活性炭原料,连续地送入流动加热炉,同时由炉底鼓入适量的空气,使炉内进行炭化和限制氧化活化,在原料入炉前到载入炉时,仅向炉内送入少量火种,加上从炉的下部鼓入适量空气,促使原料部分燃烧,以便加热原料本身.炉内温度和炭

化速度靠鼓入空气量和投料量进行调整.鼓风除用于原料部分燃烧和加热外,还用于使炭化过程中的粒子流态化和连续不断进行的活化反应中。

1.5 快速炭化活化法

研究者认为,利用快速热解工艺可以生产廉价的活性炭,这种活性炭有良好的吸附性能,使用后不需再生,可直接用作气化原料.澳大利亚、波兰等国对褐煤制取活性炭也做 大量的研究工作.已有的实验研究结果表明快速热解可显著提高活性炭比表面积,在快速热解过程中引入高温水蒸气介质,对活性炭表面结构有显著影响.邱介山等用落下床辐射炉,以碳酸钾为催化剂,探讨 黄县褐煤在水蒸气介质中催化快速炭化生产活性炭的可能性.结果表明:实验中所得活性炭的空隙结构指标和吸附性能指标已达到或接近某些市售活性炭的水平。 2 活性炭的应用

2.1纳米活性炭在癌症治疗中的应用进展

活性炭具有巨大的比表面积, 发达的孔隙结构, 独特的表面活性和化学稳定性, 是一种优良的吸附剂。由于活性炭的吸附作用, 在临床应用日益增多。纳米活性炭吸附抗癌药具有选择性高、毒副作用低等优点, 被用于恶性肿瘤的淋巴结清除和淋巴化疗。纳米级活性炭有较强的趋淋巴性, 在淋巴结中驻留时间长, 具有黑染作用。纳米活性炭在术中采用多种淋巴示踪剂来指导淋巴结清扫, 提高淋巴结的切除效率, 从而延长患者的生存期, 同时活性炭没有生物活性, 其本身无毒性, 价廉易得, 使用安全方便, 在临床具有广阔的应用前景。活性炭具有良好的化学稳定性和生物相容性, 对抗癌药物有高吸附性, 吸附机制主要为物理吸附。抗癌药物被吸附后, 药物的理化性质不会改变。纳米炭比表面积大, 吸附能力高, 同时对淋巴结有较强的亲合力, 如果纳米炭作为载体吸附化疗药物, 则药物只局限于淋巴结内, 吸附了化疗药物的纳米炭缓慢释放药物。

2.2 废水处理

活性炭纤维广泛用于处理产业用废水,去除气体与恶臭物质,水溶液中的无机物、有机物及珍贵金属等离子、微生物及细菌,低浓度的吸附回收。用于净化处理具有容量大、吸附速度快、灰分少、处理量大、使用时机长等优点。净水用的活性炭纤维,可用浸渍法使活性炭纤维的孔隙中布满特殊的液状合成抗菌剂,经干燥,抗菌剂固定在活性炭纤维内,特别用于家庭用净水器。在污水处理中,用活性炭纤维吸附往往用于二级处理或三级处理。活性炭纤维还可用于水及糖厂的净水装置,可达到脱色、脱臭、和除有机物的目的。

2.3 饮用水的净化

随着产业的发展与都市人口的密集,水的污染越来越严重,都市区内的生活废水处理量已越来越大,在废水中特别是产业废水中的有机物污染物有大量的增加趋势,所以用活性炭纤维处理地下水可以获得很好的效果。自来水中的残氯也可以用活性炭纤维吸附。地下水中的三氯乙烯不仅使引用水变味,而且在人体某一器官内积累后将诱发致癌,因此三氯乙烯的污染是一个活性炭非常严重的题目。活性炭纤维对水中三氯乙烯的吸附量为颗粒状活性炭的4倍。对大肠杆菌的吸附, 所吸附的细菌数目随比表面积的增大而增大。细菌吸附量还与活性炭纤维表面银颗粒的大小有关。对水中的生物吸附, 活性炭纤维也非常有效。近年来, 城市人口的增加已使饮用水的供给不足, 国内用活性炭处理三卤甲烷废水, 其有效往除率仅为40%。对地下水的检测表明, 在水中已含有多种氯化物, 这些氯化物具有致癌作用, 自来水中的含氯物质可用活性炭纤维加以往除。用活性炭纤维往除水中的三氯乙烯时, 活性炭纤维的吸附量为粒状活性炭的4倍, 在实际处理中可比活性炭大1个数目级

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