球形活性炭應(yīng)用新進(jìn)展
1 作為環(huán)境保護(hù)材料
環(huán)境保護(hù)是球形活性炭極具潛力的應(yīng)用領(lǐng)域 目前 主要是應(yīng)用球形活性炭的吸附性能針對(duì)廢氣 廢水進(jìn)行凈化處理 文獻(xiàn)報(bào)道了O2 和H2O 對(duì)瀝青基球形活性炭吸附SO2性能的影響 結(jié)果表明 O2 和H2O 均能提高瀝青基球形活性炭對(duì)SO2 的吸附能力 在有O2 和H2O 共存下可用于連續(xù)脫除SO2 楊俊兵等研究了酚醛樹脂基球形活性炭對(duì)苯蒸氣的吸附性能 結(jié)果表明 該活性炭對(duì)苯蒸氣具有良好的吸附脫附性能 經(jīng)多次循環(huán)使用 該球形活性炭對(duì)苯蒸氣的吸附量變化很小
以球形活性炭為吸附劑處理含RDX(氮雜環(huán)化合物CHNO )廢水 可使RDX 廢水濃度從20-70mg/L 降到1.5mg/L 以下 出水能夠達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn) 吸附飽和的球形活性炭可在6.8%的NaOH 溶液中煮沸30min 進(jìn)行多次重復(fù)再生 循環(huán)使用
2 作為化學(xué)防護(hù)材料
德 美 以色列等國(guó)家利用球形活性炭對(duì)毒劑及化學(xué)氣體動(dòng)態(tài)吸附量高的特點(diǎn) 開發(fā)除了Saratoga 織物[12] 該織物堅(jiān)固耐用 不起灰 無(wú)刺激 易洗滌 用該織物已生產(chǎn)出了全身型透氣式防護(hù)服 抗皺內(nèi)衣 飛行服 海軍及民防的專用服裝 消毒衣等 該織物可取
代活性炭纖維織物以克服性脆易損 填充量有限的缺點(diǎn)
3 作為生物醫(yī)學(xué)材料
炭材料具有良好的生物相容性和生物化學(xué)相容性 球形活性炭具有優(yōu)良的物理-機(jī)械性能和吸附性能 是一種良好的醫(yī)用活性吸附材料 目前 對(duì)球形活性炭在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已有大量的研究報(bào)道[13-15],主要有三個(gè)方面 血液凈化 作為藥物的活性組分 作為口服 吸附材料 應(yīng)用于血液凈化的球形活性炭要求雜質(zhì)含量低 機(jī)械強(qiáng)度高 使用是無(wú)顆粒脫落表面光滑 因此多為瀝青基或高分子基球形活性炭 作為活性組分用于藥物治療的球形活性炭 最佳粒徑為0.1-1.0mm 對(duì)腸腸皮膚炎潰瘍等都有較好的療效 川崎 等試制的球形活性炭作為口服吸附材料 粒徑0.2 -0.3mm 讓有肝障礙和腎障礙的狗服用后延長(zhǎng)了狗的壽命 研究表明 球形活性炭吸附了引起障礙的物質(zhì) 并通過它們排出體外 減少了體內(nèi)毒物的積累速度 另外 已有臨床試驗(yàn)證實(shí)了口服吸附材料球形活性炭作為透析療法的輔助手段對(duì)延緩?fù)肝鰧?dǎo)入時(shí)間 減少透析的時(shí)間性和頻率有效
4 作為催化劑載體
球形活性炭獨(dú)特的形狀決定了它在固定床的裝填中具有良好的流體力學(xué)性能 而且多孔炭材料作為催化劑載體已有廣泛的應(yīng)用 所以應(yīng)用球形活性炭作為催化劑載體能夠結(jié)合兩方面的優(yōu)點(diǎn) 例如 選用直徑為0.3-2mm 的球形活性炭作為載體 與貴金屬釕 銠 鈀中的一種或合金或相互混合等形式制成的催化劑都可用于 鹵代羧酸的脫鹵過程其中球形活性炭載鈀制成的催化劑特別適用于催化加氫 能將一氯乙酸中微量的二氯乙酸和三氯乙酸轉(zhuǎn)化為一氯乙酸 達(dá)到純化一氯乙酸的目的
結(jié)語(yǔ)及建議
球形活性炭因其優(yōu)良的綜合性能越來(lái)越受到人們的重視 但球形活性炭在生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域還有許多方面需要進(jìn)行改進(jìn)和進(jìn)行更深入的研究 作者建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行工作
1 改進(jìn)球形活性炭的生產(chǎn)工藝 降低生產(chǎn)成本和價(jià)格 球形活性炭的價(jià)格相對(duì)于普通活性 炭仍然較高 這是制約其大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的一個(gè)重要因素 廉價(jià)的球形活性炭制造技術(shù)將是今后的發(fā)展方向 另外 生產(chǎn)技術(shù)工藝也要進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn) 例如 生產(chǎn)瀝青基球形活性炭如何有效的縮短瀝青球的不熔化時(shí)間和大量生產(chǎn)時(shí)瀝青球如何進(jìn)行均勻活化等
2 注意對(duì)表面改性和孔結(jié)構(gòu)控制的研究 球形活性炭與普通活性炭一樣 其吸附作用主要與兩個(gè)因素密切相關(guān) 一是比表面積和孔結(jié)構(gòu) 二是表面官能團(tuán)和種類和數(shù)量 目前球形活性炭的應(yīng)用更趨于高功能化和高品質(zhì)化 因此在制造和后處理過程中根據(jù)不同需要有意識(shí)的控制 調(diào)整細(xì)孔分布和表面官能團(tuán) 球形活性炭的應(yīng)用將更有針對(duì)性拓寬應(yīng)用領(lǐng)域 球形活性炭作為一種新材料 其性能與用途還有待與進(jìn)一步的研究和開發(fā) 隨著我國(guó)假如WTO ISO14000 ISO18000 的實(shí)施 球形活性炭在環(huán)境保護(hù) 勞動(dòng)防護(hù)等方面將得到更多的應(yīng)用 尤其在環(huán)保方面 開發(fā)利用球形活性炭處理工業(yè)廢水 廢氣及室內(nèi)氣體凈化的新工藝 由于球形活性炭良好的流體力學(xué)性能 有望解決壓降 裝填方式等問題 能為進(jìn)一步開拓球形活性炭的應(yīng)用提供條件
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