椰殼活性炭是怎么制成的? 大家知道,普通炭是由木材在高溫下生成的(木炭、煤)。而椰殼活性炭是將含碳材料(如木質(zhì)、果殼、煤質(zhì)、石油瀝青、石油焦炭、纖維炭),經(jīng)粉碎、篩選后,放在炭化活化爐內(nèi)進(jìn)行高溫催化或化學(xué)催化,使碳表面與內(nèi)部生成大量的相互串通的小孔,形成縱橫交錯(cuò)的蜂窩狀結(jié)構(gòu),再經(jīng)過酸洗或水洗、烘干而制成的。
椰殼活性炭結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)?在結(jié)構(gòu)上有兩大特點(diǎn):一是內(nèi)部與表面孔隙發(fā)達(dá)。由孔隙直徑大小分為三類:大孔(φ≥50nm),約占總孔容積的10~30%;微孔(φ≤2nm)約占總孔容積的60~90%;中孔又稱過渡孔(2nm≤φ≤50nm),約占總孔容積的5~7%??紫镀骄睆郊s為1.5nm。二是比表面積大。即1克椰殼活性炭粒子的表面積與所有孔隙面積的總和,一般椰殼活性炭為500M2/g至1500㎡/g,國(guó)外的超級(jí)椰殼活性炭可達(dá)3000㎡/g(約為足球場(chǎng)面積)??紫督Y(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá)比表面積越大,其吸附功能越強(qiáng)。
椰殼活性炭的吸附功能。椰殼活性炭之所以被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,主要是利用它的吸附功能。
吸附功能及原理。吸附功能主要是指椰殼活性炭可以吸收固體、液體、氣體中有害物質(zhì)的分子。具有微孔的椰殼活性炭主要用于對(duì)氣體的吸附;過渡孔較多及平均孔徑較大的椰殼活性炭多用于液體的吸附。
吸附功能主要得益于分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),因?yàn)闅怏w的分子始終在做無規(guī)則的微觀運(yùn)動(dòng),吸附的速度與室內(nèi)的溫度、壓強(qiáng)、氣體流速、氣體濃度有關(guān)。由于在椰殼活性炭表面及內(nèi)部有無數(shù)相互聯(lián)通的孔,在孔的整個(gè)空間存在著吸附力場(chǎng),被吸附分子進(jìn)入孔內(nèi),將受到孔四周吸附力的同時(shí)作用,使椰殼活性炭具有極強(qiáng)的吸附能力。(主要是利用自然碰撞,不斷將被吸收物質(zhì)分子擠到椰殼活性炭?jī)?nèi)空中)。
評(píng)價(jià)椰殼活性炭的好壞:一是孔多否,二是孔間是否聯(lián)通,即孔隙發(fā)達(dá)程度。影響吸附功能的因素:
椰殼活性炭:具有適宜吸附的孔徑。最理想的椰殼活性炭是具有大量稍大于吸附物分子的孔。孔太小,吸附物進(jìn)不去;孔太大,使單位體積的表面積減少,也就是比表面積小,導(dǎo)致吸附能力減小。
比表面積:它是1克椰殼活性炭具有顆粒的外表面積與顆粒內(nèi)孔隙的內(nèi)表面積的總和。椰殼活性炭的比表面積通常為500---1500平方米/克,可以通過比表面積來表述孔隙發(fā)達(dá)程度。比表面積越大,通常椰殼活性炭吸附能力強(qiáng)。
外界條件:與室內(nèi)空氣的溫度、流速、壓強(qiáng)、有害氣體的濃度有關(guān)。
溫度:在一定溫度范圍內(nèi),(-30℃至40℃)溫度越高,吸附速度越快;(分子由于溫度高,做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度會(huì)增加,分子動(dòng)能增加,促使被椰殼活性炭吸收速度加快。) 流速:室內(nèi)空氣流速越大,吸附速度越快。 壓強(qiáng):壓強(qiáng)越大,吸附速度越快。
有害氣體的濃度:有害氣體濃度越大,吸附效果越明顯。
毫無疑問椰殼活性炭具有高效吸附功能,那么,為什么椰殼活性炭只吸收毒氣而放過氧氣、氮?dú)饽??這是因?yàn)橐瑲せ钚蕴康奈阶饔猛晃降臍怏w的分子大小與椰殼活性炭孔徑匹配有關(guān),而孔徑大小的分布由活化條件來控制。此外,還與被吸附氣體的椰殼活性炭沸點(diǎn)有關(guān)。沸點(diǎn)越高的氣體,椰殼活性炭對(duì)它的吸附量越大。大多數(shù)毒氣的沸點(diǎn)比氧氣、氮?dú)飧叩?BR>