椰殼活性炭碘吸附值，椰殼活性炭檢測(cè)方法椰殼活性炭碘吸附值，椰殼活性炭檢測(cè)方法椰殼活性炭碘吸附值，椰殼活性炭檢測(cè)方法
1 前言
活性炭是利用木炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料，通過(guò)過(guò)篩、活化、炭化、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)的一類(lèi)微晶質(zhì)碳素材料。它是一種吸附劑、催化劑或催化劑載體，具有物理吸附、化學(xué)吸附的雙生特性，可以有選擇的吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色、精制、消毒、除臭和去污、提純的目的。主要應(yīng)用于糖、藥、味精工業(yè)、水處理、溶劑回收、食品飲料提純、空氣凈化、脫硫、載體、醫(yī)藥、黃金提煉、防毒面具、防毒服裝、半導(dǎo)體領(lǐng)域等等。
活性炭工業(yè)自20世紀(jì)建立以來(lái)，現(xiàn)擁有各種活性炭生產(chǎn)廠家達(dá)300多家。年生產(chǎn)能力已突破20萬(wàn)噸。中國(guó)具有各種豐富的煤炭資源和較為豐富的木材及果殼資源，它為活性炭的生產(chǎn)提供了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著活性炭用途的增大，應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，活性炭的種類(lèi)也越來(lái)越多。評(píng)價(jià)一種活性炭的優(yōu)劣主要看它的各項(xiàng)性能指標(biāo)但目前存在的問(wèn)題是活性炭的檢測(cè)方法不統(tǒng)一。這就大大增加了我們的評(píng)價(jià)工作量。因?yàn)椴煌臋z測(cè)方法有可能會(huì)產(chǎn)生出不同的性能指標(biāo)，而且缺乏一個(gè)具有權(quán)威的促裁機(jī)構(gòu)。這就要求我們針對(duì)同一種活性炭，進(jìn)行多種方法的測(cè)定，從而使得檢測(cè)數(shù)據(jù)的利用率不高，并且增加了活性炭的檢測(cè)費(fèi)用。同時(shí)給活性炭本行業(yè)企業(yè)之間的信息交流也帶來(lái)了困難。
2 目前活性炭檢測(cè)方法的現(xiàn)狀
2.1 活性炭的檢測(cè)方法不統(tǒng)一
世界上活性炭產(chǎn)量最大的國(guó)家是美國(guó)，其次是中國(guó)、俄羅斯、日本。這幾年產(chǎn)量大的國(guó)家，他們一般各種采用各自的檢測(cè)方法。由于檢測(cè)方法存在著差異，從而便利測(cè)得的數(shù)據(jù)不同。
以最基本的活性炭碘值為例，碘值測(cè)定作為我國(guó)的常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目已有多年的歷史，主要的測(cè)定方法有三種，JISK1474-1991、GB/T7702-1997。雖然都是碘值測(cè)定，但因?yàn)榈夂偷饣浀呐浔炔煌?，使得測(cè)得結(jié)果不同。下面我們就以這三種方法對(duì)同一種活性炭進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得數(shù)據(jù)如下：
方 法
炭樣 碘吸附值
種類(lèi) mg/g ASTM4607-1994 JISK1474-1991 GB/T7702-1997
8×35 1047 1012 973
破碎炭 1041 1029 967
D×30 951 910 876
PJ4×8 918 930 837
ZJ15 840 826 791
粉狀炭 871 827 775
通過(guò)此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，我們可以看到同樣是測(cè)定活性炭的碘吸附值。只是因?yàn)槭褂玫臏y(cè)定方法不同，而對(duì)同一種活性炭產(chǎn)生出不同的碘值指標(biāo)。從實(shí)驗(yàn)中，我們可以看到美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得的碘值較高，日本次之，我們的標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得值最低。為此，我們不能拋開(kāi)檢測(cè)方法，而僅僅根據(jù)活性炭的性能指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)活性炭的好壞。由此我們也可以看出測(cè)定方法的重要性。但就目前情況而言，我國(guó)國(guó)內(nèi)的活性炭檢測(cè)方法還比較混亂，由于檢測(cè)方法的不同而使企業(yè)所提供的活性炭性能指標(biāo)缺乏可比性。給本行業(yè)企業(yè)之間的信息交流帶來(lái)了困難，同時(shí)也給客戶在選擇上帶來(lái)了麻煩。
2.2 活性炭檢測(cè)方法不完善
就目前各個(gè)國(guó)家的檢測(cè)項(xiàng)目而言，大多為活性炭常規(guī)項(xiàng)目的檢測(cè)。比如美國(guó)主要測(cè)定的活性炭的碘吸附值、水分、灰分、粒度分布等，依據(jù)的主要是美國(guó)自來(lái)水工程協(xié)會(huì)粉狀和粒狀活性炭標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)ASTM最新活性炭標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法。日本主要測(cè)定活性炭的亞甲基藍(lán)脫色力、磺吸附值、pH值、干燥減量、總鐵鹽、灼燒殘?jiān)?、氯化物、比?dǎo)電率、苯酚值、ABS值、砷、鉛、鎘、粒度200目通過(guò)等，主要依據(jù)的是日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)??活性炭檢測(cè)方法。俄羅斯主要測(cè)定活性炭的表觀密度、水分、灰分、pH值等，主要依據(jù)的是俄羅斯最新活性炭及其測(cè)試方法。
中國(guó)主要測(cè)定活性炭的亞甲基藍(lán)脫色力、碘吸附值、干燥、減量、pH值、總鐵鹽、氯化物等，依據(jù)的主要是活性炭國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著各國(guó)工業(yè)高速發(fā)展，活性炭應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，活性炭的使用量也與日俱增，幾乎在所有的工業(yè)部門(mén)，尤其是食品、制藥、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等部門(mén)、產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，活性炭都得到廣泛的應(yīng)用。各國(guó)活性炭企業(yè)都在不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，擴(kuò)大市場(chǎng)容量。隨著活性炭應(yīng)用范圍的增大，人們對(duì)活性炭的檢測(cè)范圍也在擴(kuò)大。常規(guī)項(xiàng)目已不能滿足客戶的要求，比如現(xiàn)在對(duì)活性炭的可溶性有機(jī)物、腐殖酸、金屬含量等都有了要求。特別是在活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域，人們也提出了新的要求，比如純凈介質(zhì)壓損、不同水溫膨脹曲線等。
2.3 缺乏專(zhuān)用的檢測(cè)設(shè)備
活性炭作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一大支柱，在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮的作用越來(lái)越大，而針對(duì)活性炭檢測(cè)的專(zhuān)用設(shè)備還很缺乏。大部分檢測(cè)設(shè)備都為檢測(cè)廠家自己根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要加工而成，比如比表面積測(cè)定儀、粒度儀等。大多缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這就使得檢測(cè)數(shù)據(jù)有時(shí)出現(xiàn)誤差，給檢測(cè)帶來(lái)很多不便。
3 活性炭檢測(cè)方法的發(fā)展
活性炭本身具有很強(qiáng)的選擇吸附性，同時(shí)它也可作為載體加以使用，所以人們對(duì)活性炭的研究越來(lái)越深入，所載的物質(zhì)種類(lèi)也越來(lái)越多，檢測(cè)方法也是層出不窮。特別是近幾年來(lái)，環(huán)境污染問(wèn)題日漸提上日程，環(huán)保事業(yè)更是篷勃發(fā)展。由于活性炭吸附性能優(yōu)越，以及它的可再生性，在日本電廠，活性炭被用于處理電場(chǎng)煙氣中的氮和硫，這就要求我們對(duì)此類(lèi)活性炭的脫硫脫硝能力進(jìn)行檢測(cè)，也就出現(xiàn)了該指標(biāo)的檢測(cè)方法，但此檢測(cè)方法在標(biāo)準(zhǔn)上還寥寥無(wú)幾，大多為自擬的檢測(cè)方法。
綜上所述，中國(guó)持續(xù)強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，加入WTO以及國(guó)有資產(chǎn)重組將為活性炭工業(yè)帶來(lái)新的改革機(jī)遇。
但目前我國(guó)活性炭工業(yè)面臨著國(guó)內(nèi)、國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)將要求活性炭工業(yè)不斷提高質(zhì)量、增加品種、降低成本；國(guó)際市場(chǎng)面臨著活性炭銷(xiāo)售的激烈競(jìng)爭(zhēng)。這就要求我們要嚴(yán)把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，產(chǎn)品的質(zhì)量是企業(yè)生存的根本。而產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，必須依據(jù)產(chǎn)品的檢測(cè)方法。而目前活性炭的很多檢測(cè)方法多難以收集。這就急迫需要活性炭專(zhuān)家及權(quán)威機(jī)構(gòu)制定出一套比較完整、規(guī)范的活性炭檢測(cè)方法，其次也需要一大批有志之士對(duì)國(guó)內(nèi)、國(guó)外的各個(gè)方法進(jìn)行研究，以便找出方法之間所產(chǎn)生的差異，同時(shí)也需要有一個(gè)正規(guī)的儀器設(shè)備廠對(duì)其儀器進(jìn)行加工、制造。從而使活性炭行業(yè)得到規(guī)范，增強(qiáng)國(guó)內(nèi)活性炭行業(yè)之間的信息交流，同時(shí)在消除關(guān)稅壁壘的基礎(chǔ)上，也可以消除與減少國(guó)際貿(mào)易中的技術(shù)壁壘，以便使中國(guó)活性炭產(chǎn)品參與全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，在國(guó)際舞臺(tái)上發(fā)揮更大的作用。
水深度處理中活性炭的選擇
檢測(cè)活性炭產(chǎn)品有較多技術(shù)指標(biāo)。如碘吸附值、耐磨強(qiáng)度、比表面積、灰分、PH值等，現(xiàn)就其中主要的幾個(gè)指標(biāo)介紹如下。就吸附值（簡(jiǎn)稱(chēng)碘值），它是炭在定量濃度的碘溶液中，及規(guī)定的條件下，每克炭吸附碘的毫克數(shù)，它可用于鑒定活性炭對(duì)直徑小于2nm的吸附質(zhì)分子的吸附能力，且由此數(shù)值的降低值確定活性炭的再生周期。與之相類(lèi)似的還有亞甲藍(lán)吸附值、苯酚值等，它們用以鑒定活性炭對(duì)直徑2～100nm的吸附質(zhì)分子的吸附能力。耐磨強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱(chēng)強(qiáng)度），用百分?jǐn)?shù)表示，強(qiáng)度越高，表示活性炭顆粒越不易破碎，在吸附過(guò)程中不易泄漏破碎炭。國(guó)標(biāo)GB／T 7701.4－1997《凈化水用煤質(zhì)顆?；钚蕴俊分?，詳細(xì)列出了煤質(zhì)顆?；钚蕴康募夹g(shù)指標(biāo)，如：孔容積應(yīng)大于0.65mL/g，比表面積應(yīng)大于900～1049mg／g，苯酚吸附值應(yīng)大于140mg／g等。而碘吸附值、亞甲藍(lán)吸附值、灰分和裝須密度等技術(shù)指標(biāo)的不同，可區(qū)分優(yōu)級(jí)品、一級(jí)品或合格品。例如，碘吸附值大于1050 mg／g的為優(yōu)級(jí)品，900～1049 mg／g的為一級(jí)品，800～899 mg／g的為合格品。
在建筑給水深度處理中常用的活性炭品種有果殼堤和煤質(zhì)炭，果殼炭的生產(chǎn)原料有杏核、椰子殼、核桃殼等；煤質(zhì)炭的生產(chǎn)原料有無(wú)煙煤、煙煤、褐煤等。近年來(lái)，椰殼炭由于具有最小的孔隙半徑，比表面積大，碘值高，被認(rèn)為是“最好的炭”，在飲用凈水行業(yè)使用廣泛。但我們通過(guò)分析椰殼炭孔隙的孔徑分布可以知道：椰殼炭的孔隙中微孔所占的比例較高，而作為擴(kuò)散通道的大孔和吸附大分子有機(jī)物的過(guò)渡孔所占比例較低，所以它的碘值可能很高而實(shí)際應(yīng)用中這些吸附容量并未充分利用。而椰殼炭的原料來(lái)源有限，其價(jià)格幾乎是所有炭種中最昂貴的。從性能價(jià)格比來(lái)說(shuō)，椰殼炭不夠經(jīng)濟(jì)。煤質(zhì)活性炭具有較多的過(guò)渡孔和較大的平均孔徑，能較有效地吸附去除水中分了量較大的有機(jī)物。在原水水質(zhì)不夠穩(wěn)定，水中有機(jī)物的組成情況經(jīng)常變化時(shí)，能較好地發(fā)揮吸附效能。煤質(zhì)炭的機(jī)械強(qiáng)度較高，價(jià)格也較便宜，因此，在建筑給水深度處理中，煤質(zhì)炭是較為經(jīng)濟(jì)適用的炭種。還應(yīng)注意的是，同樣是煤質(zhì)炭，用于建筑給水深度處理中，應(yīng)選擇以無(wú)煙煤為原料的炭。
其次是客觀地看待活性炭的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。例如碘值并非是越高越好，碘值反映的是活性炭比衷面積的大小，但由于防分子直徑僅0.532nm，可以全部進(jìn)入活性炭的孔隙中，而水中有機(jī)物分子直徑比隊(duì)分子大得多，不能完全進(jìn)入活性炭所有的孔隙中去。所以破值雖然在一定程度上反映了活性炭的吸附能力，但在選擇建筑給水深度處理用活性炭時(shí).不能片面追求過(guò)高的碘值，因?yàn)榈庵堤岣咭粋€(gè)檔次，發(fā)的價(jià)格會(huì)提高較多，而吸附效果卻不一定提高或提高很少，這同樣降低了其性能價(jià)格比。苯酚吸附值、亞甲藍(lán)吸附值等評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于碘值來(lái)說(shuō)，較能反映活性炭吸附去除水中有機(jī)物能力的大小，但由于苯酚和亞甲藍(lán)仍是單一的化合物，與水中的有機(jī)物分子了相比，其分子直徑仍較小，故它們?nèi)圆荒艽_切表示活性炭吸附去除水中有機(jī)物能力的大小。日前，有學(xué)者正在研究探索一種新的技術(shù)指標(biāo)，以某種大分子物質(zhì)代替碘或苯酚等對(duì)活性炭的吸附能力進(jìn)行測(cè)試，希望比現(xiàn)在常用的指標(biāo)更能準(zhǔn)確地反映活性炭吸附水中有機(jī)物的能力。
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