
影響磷酸活性炭質(zhì)量的因素
1 不同原料對(duì)活性炭質(zhì)量的影響 隨著樹種的不同,木材中的樹脂含量及堅(jiān)硬程度等性質(zhì)也不一樣,磷酸溶 液之類活化劑對(duì)原料木屑的滲透能力就產(chǎn)生差異,從而對(duì)活化過程產(chǎn)生影響, 此外,原料的含水率及其顆粒度的大小,也會(huì)對(duì)活化過程及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影。 2 磷酸濃度對(duì)活性炭質(zhì)量的影響 磷酸濃度對(duì)顆;钚蕴康牡馕街、亞甲基藍(lán)脫色力的影響呈不同的特 點(diǎn)。隨著磷酸濃度增大,碘吸附值和亞甲基藍(lán)脫色力都先上升,后下降。
(浸漬比 150%,炭活化溫度為 400℃,炭活化時(shí)間為 180min)
國內(nèi)外同類 研究概況
磷酸濃度在 50%之前,亞甲基藍(lán)脫色力隨著磷酸濃度提高呈上升趨勢(shì),磷 酸濃度在 50-70%之間時(shí),亞甲基藍(lán)脫色力的大小變化幅度較小,磷酸濃度繼 續(xù)升高時(shí),亞甲基藍(lán)脫色力卻有所降低。而隨著磷酸濃度的增加,活性炭的碘 吸附值呈曲線上升, 即活化劑磷酸含量的改變對(duì)顆;钚蕴康牡馕街档挠绊 是較大的,其它條件一定時(shí),隨著活化劑含量的增加,顆;钚蕴康牡馕街 開始增加的較快,但當(dāng)活化劑磷酸濃度增加到一定程度后,活性炭的碘吸附值 不再增加,稍微略低。 影響機(jī)理為: 當(dāng)活化劑含量較低時(shí),主要是微孔的產(chǎn)生,且此時(shí)磷酸濃 度不足以使樣品中所有的 炭完全活化,故樣品的碘吸附值較低;當(dāng)磷酸含量增 加時(shí),樣品中的炭的活化程度增加,會(huì)出現(xiàn)微孔產(chǎn)生和微孔變大到中孔范圍之 間的競爭, 表面積的增加是在該范圍內(nèi)大部分中孔產(chǎn)生的結(jié)果, 且由于該原因, 孔隙的變化應(yīng)該是逐漸的;故亞甲基藍(lán)脫色力呈上升趨勢(shì),但幅度較小,而隨 著磷酸含量的進(jìn)一步的增加,樣品中的中孔范圍內(nèi)孔隙會(huì)變大,在某種程度上 使表面積和孔容積增加, 因而此時(shí)樣品的碘吸附值和亞甲基藍(lán)脫色力也都有所 增加,但這種增加是有一定限度的,因而其碘吸附值的增加會(huì)趨于一定值。因 此在一定浸漬比的條件下, 調(diào)整磷酸的濃度可以在一定程度上控制活性炭的孔 隙結(jié)構(gòu)和吸附性能。 3 浸漬比對(duì)活性炭質(zhì)量的影響 浸漬比,即純化學(xué)試劑與絕干原料的質(zhì)量比。浸漬比是化學(xué)法制備活性炭 工藝過程中重要的影響因素。隨著浸漬比的提高,顆;钚蕴康膩喖谆{(lán)脫 色力呈現(xiàn)逐漸提高的趨勢(shì)。 在整個(gè)過程中顆粒活性炭的亞甲基藍(lán)脫色力都隨著 浸漬比的提高而逐漸的增大。
(磷酸濃度 70%,炭活化溫度 400℃下炭活化 180min)
國內(nèi)外同類 研究概況
當(dāng)浸漬比過低時(shí),活化劑含量較低時(shí)不足以使原料中的炭活化,所以亞甲 基藍(lán)吸附值較。浑S著活化劑含量的增加,原料中炭的活化程度增強(qiáng),從而提 高活性炭的亞甲基藍(lán)脫色力。而當(dāng)浸漬比從 100%提高至 150%時(shí),顆;钚蕴 的碘吸附值基本不變,可能是由于當(dāng)浸漬比太低時(shí),在捏合過程中由于水分的 蒸發(fā),使得磷酸無法充分的進(jìn)入原料中,而使得原料中磷酸含量太低,從而使 得碘吸附值在初時(shí)基本不變。隨著浸漬比提高,磷酸能充分進(jìn)入原料中。因 此隨著浸漬比繼續(xù)的提高,活性炭的碘吸附值呈急劇增大的趨勢(shì),而且此時(shí)活 化反應(yīng)使間隙中的炭化物—無定形炭首先被活化形成微孔, 隨著活化劑用量的 增加, 活化反應(yīng)速度加快, 而使得微孔數(shù)量增多, 這表現(xiàn)在碘吸附值急劇增大; 并且在浸漬比為 200%時(shí),碘吸附值達(dá)到大值,繼續(xù)將浸漬比從 200%提高至 250%時(shí),碘吸附值呈現(xiàn)減小。當(dāng)浸漬比大于 200%時(shí),過量的磷酸與先前生成 的微孔結(jié)構(gòu)的碳原子層間隙發(fā)生反應(yīng),引起炭材料的過度燒蝕,孔徑變大,使 得碘吸附值下降。浸漬比保持在 200%左右活性炭的亞甲基藍(lán)脫色力和碘吸附 值均處在一個(gè)相對(duì)較高的水平。所以,通過控制浸漬比可以在很大程度上控制 活性炭的吸附性能。 4 活化溫度對(duì)活性炭質(zhì)量的影響 活性炭的碘吸附值、亞甲基藍(lán)脫色力先隨著炭活化溫度的升高而上升,當(dāng) 溫度達(dá)到 400℃時(shí)都達(dá)到大值,而后,隨著炭活化溫度的升高,其碘吸附值 和亞甲基藍(lán)脫色力反而逐漸降低。 這是因?yàn)殡S著活化溫度的升高,活化過程中原料中羥基,羧基等小分子基 團(tuán)被脫去,由被脫去基團(tuán)留下的空間形成活性炭的孔隙越多,磷酸分子越容易 進(jìn)入原料中,使得活化劑—磷酸分子在原料中的擴(kuò)散速度提高,與碳的反應(yīng)速 度加快,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)多種線型多磷酸的混合物,其中包含未曾脫水的正磷酸以 及不同鏈長的各種脫水的縮合磷酸(如焦磷酸 H4P207,三聚磷酸酸 H5P3010, 四聚磷酸 H6P4013 等) 。而當(dāng)溫度達(dá)到 400℃時(shí),磷酸的脫水作用將達(dá)到更高 的程度,其氧化能力也不斷地增強(qiáng),從而活性炭的孔隙數(shù)目增加,吸附性能也 達(dá)到高;但炭活化溫度進(jìn)一步提高時(shí),正磷酸不斷減少,縮合磷酸繼續(xù)增加 并向延長鍵長方向聚合,這種現(xiàn)象會(huì)引起炭結(jié)構(gòu)的收縮,表面的活性碳點(diǎn)就越 少, 同時(shí)溫度太高活性炭失去磷酸的保護(hù), 引起炭的過度燒蝕, 孔隙不斷增大, 造成顆;钚蕴课叫阅芟陆。
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