滨州邹平脱附活性炭催化燃烧-范德华力

脱附活性炭的应用
1.在环境保护中的应用
大气、水资源和土壤污染对人类健康、 陆地动植物产生严重危害，已引起当今社会的广泛关注。活性炭对气体污染物、金属离子及苯、苯酚和甲苯等有机化合物具有较强的吸附能力，是一种公认可再生的吸附材料。在水污染如此严重的今天，活性炭能有效地去除水中大多数有机污染物、重金属、臭味及色度，在污水净化领域具有重要的科学意义和的应用前景。活性炭是一种多孔性物质， 凭借其微孔吸附不仅可以吸附脱色除嗅，还可以有效地吸附一些杀虫剂， 去除水中的致突变物质，因而，在水污染治理方面引起各国科研学者及环保工作人士的广泛关注。目前，活性炭纤维作为一种水处理材料，已经成为常规净化水成熟有效的方法之一，可用于水质净化、废水处理、重金属回收等方面。活性炭还可作为酸性土壤改良剂。
2.在临床医疗中的应用
目前，活性炭在临床领域的应用主要包括：口服紧急药用活性炭、 血液净化用活性炭以及癌症治疗用活性炭。活性炭作为口服紧急药的应用研究取得了重要进展。在中国香港，活性炭已成为中毒患者急诊治疗的。在俄罗斯， 已经允许给儿童服用活性炭用于腹泻、中毒等的临床治疗。血液净化是活性炭作为吸附剂之一在医学上的典型应用，国内外近些年来对活性炭的成形技术、 使用方式和吸附性能进行了研究，并取得了较快的进展，陆续出现了各种亲水凝胶、高分子材料包膜的活性炭、含碳纤维、炭膜以及碳纤维织物等各种形式的医用活性炭吸附剂。在美国，活性炭已辅助进行恶性肿瘤的手术和介入治疗。活性炭具有的淋巴趋向性和吸附性能，能够吸附药物，具有功能性缓释特性。活性炭吸附药物制剂一方面能够定向分布于淋巴结，并长时间维持较高浓度；另一方面，活性炭在移行到淋巴结的同时能够将淋巴结黑染， 从而指导淋巴结清除手术，清除转移淋巴，其临床应用前景日益广阔。
3.在催化领域的应用
脱附活性炭活性炭本身具有催化活性，可单用作催化剂。如氯气与一氧化碳在活性炭催化下生成光气，氯气与二氧化硫生成硫酞氯，又如二氧化硫在活性炭催化下生成三氧化硫，次氯酸和次氯酸化合物的分解等。活性炭作为催化剂载体也被广泛应用。如活性炭载附醋酸锌作为乙炔和醋酸合成醋酸乙烯酯单体的催化剂，载铂和把的活性炭可用于加氢、脱氢、芳构化、环化和异构化的催化剂，活性炭也可作低压氯乙烯生产中的催化剂载体等。

山东临朐县海源活性炭厂，位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村，建厂多年来，经不断发展，现已成为一家综合性滤料厂家，产品有：各种型号用途活性炭，广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂，是一家从事活性炭生产20年的生产厂家，产品20多个型号，覆盖不同领域的活性炭使用环境，产品营销全国，质量稳定如一，初心不改，一切为环保事业做出应有的贡献，始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。地址：山东临朐县冶源镇西圈村

脱附活性炭是一种用途十分广泛的吸附剂，小孔径的活性炭可用作气体分离、回收溶剂蒸气、冰箱脱臭剂、防毒面具中的吸附剂，大孔径可用作脱色，清除溶液中的呈色物质，例如白糖、葡萄糖、酒类、油脂、医药、水的净化等的脱色；催化剂。
1. 气相吸附应用
脱附活性炭的气相吸附应用有很多，如与储氢合金形成的复合材料可以在温和条件下吸附氢气或天然气混合物，从而可以应用于炼油厂催化干气中氢气的吸附；城市天然气用量随时间变化而或高或低，通过高比表面积的活性炭吸附罐可以有效实现天然气管道下游调峰，进而降低投资成本。除用于能源气体的储存外，美国、德国等发达国家还开发出了基于活性炭的，具有多次再生功能的新型织物，并将之应用于许多特殊服装如飞行服、抗皱内衣等的制造。
1）净化室内空气：与室外空气污染相比，室内环境污染对健康的危害更为直接，是导致人们过敏、气喘、疾病等的重要原因。室内环境污染的污染源很多，包括建筑装潢材料、厨房油烟、家具用品以及烟草烟气等。随着人们对家居环境的重视程度越来越高，室内空气净化用活性炭的市场需求越来越大，因此适于室内用的即效性活性炭空气净化装置也将会得到普及［14］。根据室内有毒气体的种类和分子大小，经过孔径调控的活性炭可以特异性的将之去除，从而室内污染。化学喷涂方法只能暂时遮盖或淡化污染物气味，不能稳定去除缓慢释放的有害气体。目前，民用活性炭的市场已超过10亿元/年，竞争越来越激烈，但是暂没有相关国家或行业质量标准，导致市场混乱，产品质量参差不齐。由中国林科院林产化学工业研究所承担的室内空气净化活性炭的系列标准正在制定中，标准实施后将有效规范空气净化活性炭的市场。
2）电厂烟气联合脱硫、脱硝、脱汞：活性炭吸附脱硫、脱硝、脱汞是燃煤烟气干法净化技术的发展趋势，尤其适用于缺水地区，目前国家相关部门正在编制电厂烟气治理用吸附剂国家标准，今后这一类的产品将得到迅速发展。活性炭脱硫技术在国外已比较成熟，新的脱硫技术是在活性炭上负载钴、镍、钒、镁等金属以提高对二氧化硫的脱除性能。通用方法是先将金属离子引入煤和木质材料表面，引入的方式一般为络合或者离子交换，随后再对原料进行炭化和活化。此外也有报道称9%的碳酸钠溶液改性的活性炭对硫化氢具有特异吸附选择性。
3）油气回收：随着汽车工业的不断发展，汽车燃油挥发已成为空气污染的重要源头之一。研究表明：汽车总污染的40%左右来源于油气挥发污染，这占到了尾气排放污染的60%～70%。针对这个问题，国外科研工作者开发了具有吸附/脱附油气功能的活性炭，并将之应用于汽车挥发性汽油回收，节约能源的同时还保护了环境。目前国外的活性炭正丁烷工作容量(BWC)已从几年前的90～110g/L提高到150g/L，且高容量、低残留的油气回收用活性炭也在不断开发当中。国内企业对油气回收活性炭的使用也已开始，如北京燕山石化炼油厂通过使用活性炭油气回收装置，在2006年就回收了高达288t的汽油，合人民币约150万。这仅仅是在油气回收率为0.24%的条件下单个炼油厂的汽油回收效益，若放大到全国，每年排放到大气中的油气高达几万吨，对之进行有效回收将具有十分可观的经济效益和环保效果。
4）吸附净化有机废气：随着工业化趋势的加速，使用有机溶剂的行业及种类也越来越多，为防止这些溶剂在使用过程中直接排入大气造成污染，进行回收或净化处理。活性炭因价格低廉，操作简单等特性而被广泛应用于有机溶剂的吸附。活性炭表面惰性化处理后，对高浓度贵重有机气体进行吸附/解吸，避免有机溶剂在活性炭表面发生催化改性，导致回收的贵重有机溶剂无法重复使用。对于低浓度有机废气，建议使用负载金属催化剂的活性炭，在吸附过程同时将有机溶剂催化降解为CO2和H2O，目前比较容易净化到10－6浓度级别。随着国家对环保和资源循环利用重视度的提高，活性炭整套回收有机溶剂系统的需求也必将越来越大。

活性炭的吸附原理
活性炭（英语：Active charcoal），亦称活性碳（英语：Active carbon）、活化炭（英语：Activated charcoal；Activated char）或活化碳（英语：Activated carbon），是黑色粉末状或颗粒状的碳物质。活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大，也是做一个过滤器的主要物料。

活性炭的制作
活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等。这些含碳材料在活化炉中，在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中，的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成， 而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的，活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用，这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故。活性炭是由含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔，具有无比的表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。
活性炭的原理
1、过滤原理
活性炭过滤器是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程，被截留的悬浮物充塞于活性炭间的空隙。滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小，随活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗，可容纳悬浮物的空间越大。其表现为过滤能力增强，纳污能力增加，截污量增大。同时，活性炭滤层孔隙越大，水中悬浮物越能被更深地输送至下一层活性炭滤层，在有足够保护厚度的条件下，悬浮物可以更多地被截留，使中下层滤层更好地发挥截留作用，机组截污量增加。
从严格的理论上讲，活性炭所具有的对悬浮物的截留能力来自活性炭所提供的表面积。流速低时，机组的过滤能力主要地来自活性炭的筛除作用，而流速快时，过滤能力来自活性炭颗粒表面的吸附作用，在过滤过程中活性炭所提供的颗粒表面积越大，对水中悬浮物的附着力越强。
2、吸附原理
根据吸附过程中活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类：物理吸附和化学吸附（又称活性吸附）。在吸附过程中，当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力（或静电引力）时称为物理吸附；当活性炭分子和污染物分 子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关，与活性炭的化学性质基本无关。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。
由于化学键强，对污染物分子的结构影响较大，故可把化学吸附看做化学反应，是污染物与活性炭间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移，而不是简单的微扰或弱极化作用，是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。
吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程，分子的自由能会降低，因此，吸附过程是放热过程，所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同，它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。

山东临朐县海源活性炭厂，位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村，建厂多年来，经不断发展，现已成为一家综合性滤料厂家，产品有：各种型号用途活性炭，广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂，是一家从事活性炭生产20年的生产厂家，产品20多个型号，覆盖不同领域的活性炭使用环境，产品营销全国，质量稳定如一，初心不改，一切为环保事业做出应有的贡献，始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。
脱附活性炭电化学再生法
脱附活性炭也可广泛用于农工业生产的各个方面：如石化行业的无碱脱臭(脱硫醇)，乙烯脱盐水(填料)，催化剂解冻(钯、铂、铑等)，耐水蜂窝活性炭可用作水净化及污水处理;电力行业的电厂水质处理及保护;化工行业的化工催化剂及解体，气体净化，溶剂回收及油脂等的脱色，精制;食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制，脱色;黄金行业的黄金提取。

　　3. 空气与气体的净化：包括回收;汽车排出的汽油蒸汽的吸附;从进风与排风中吸附有有害如恶臭的物质;电厂，焦化厂炼煤锅炉的烟气脱硫;清除气体蒸汽;防保护;压缩空气和碳酸气的分解净化等、同时也可用于气体的分离;氢和甲烷的分离;氧和氮的分离空气中分离二氧化硫。

　　4. 液体和溶液的脱色：制糖业糖浆的脱色;石油的脱色;食用油和动物脂肪的脱色;化学品的净化和脱色;、啤酒、果汁及饮料的脱色和净化;化学清洗;碘溶液的净化。



脱附活性炭电化学再生法
电化学再生法是一种新型活性炭再生技术，也是目前活性炭再生领域的研究热点之一[，电化学再生的工作原理如同电解池的电解，即在电解质存在的条件下使吸附质脱附并氧化，从而使活性炭得以再生。该方法将活性炭填充在两个主电极之间，在电解液中，通以直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端呈阳性，另一端呈阴性，从而形成微电解槽，在活性发的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，大部分吸附在活性炭上的有机物将因此而分解，其余少部分将因电泳力的作用而发生脱附，厦门大学化学工程系张会平、傅志鸿等研究分析认为，活性炭的电化学再生过程中包括电脱附、NaOH再生、NaCIO化学氧化等过程，实验结果表明，电化学法再生活性炭效率可达到90%。此外，还有研究表明再生位置、电解质NaCI浓度、再生电流和再生时间对再生效果感有不同程度的影响。

脱附活性炭溶剂再生法
溶剂再生法的原理是利用活性炭、溶剂与吸附质三者之间的相平衡关系，通过改变温度、溶剂pH值等条件，破坏原有吸附平衡从而使吸附质从活性炭上脱附。根据所用溶剂类别可分为无机溶剂再生法和有机溶剂再生法。前者用无机酸(H₂SO1、HCI等)或碱(NaOH等)作为再生溶剂;后者用苯、丙酮及甲醇等有机溶剂萃取活性炭内部的有机吸附质，此工艺流程如图4-10所示，张果金和周永璋等利用一种新型有机再生溶剂对印染废水处理中的活性炭进行再生，获得较好效果。
溶剂再生法一般适用于可逆吸附，例如用于处理高浓度、低沸点有机废水吸附的活性炭。它的针对性较强，往往一种溶剂只对某些特定类别的污染物具

脱附活性炭酸碱药剂再生
活性炭的吸附主要包括可逆吸附(又称物理吸附)和不可逆吸附(又称化学吸附)。化学吸附是指吸附质分子与活性炭表面的官能团发生化学反应形成圾为稳定的化学键，因此吸附质与活性炭结合牢固，不易脱除，使用酸碱再生的目的就是降低吸附质与活性炭的亲和力，增加吸附质的溶解度从而达到良好的再生效果。酸碱再生法相较于热再生法有许多优点:①可在现场进行。无需卸载、运输、再包装的操作;②由于不经过热解步骤，炭损失几乎没有:@可回收有价值的吸附质;④用适当回收方法可将化学再生剂加以重复使用，酸碱再生法有针对性地选用酸、碱浸洗活性炭(同时辅以加温，搅拌)。使之与吸附质反应生成可溶性盐类，从炭表面脱附达到使炭再生的目的，就再生机理而言，一方面酸碱改变了溶液pH值，可增大活性炭中被脱除物的溶炼度，从而使吸附的物质从炭中脱出;另一方面，酸碱可直接与吸附质发生化学反应，生成易溶于水的盐类。该法特别适用于吸附量受pH值影响很大的场合，再生处理后用水将活性炭洗净即可重新投入吸附应用。此法可直接在活性炭吸附装置中进行再生，设备和运行管理均较方便，而且再生，炭损失小。但由于活性炭的物理吸附和化学吸附同时存在，随着再生次数增加，再生炭的吸附率仍会渐次降低。
图4-4是以 NaOH 为再生剂，
电化学再生法是一种新型活性炭再生技术，也是目前活性炭再生领域的研究热点之一[4]，电化学再生的工作原理如同电解池的电解，即在电解质存在的条件下使吸附质脱附并氧化，从而使活性炭得以再生。该方法将活性炭填充在两个主电极之间，在电解液中，通以直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端呈阳性，另一端呈阴性，从而形成微电解槽，在活性发的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，大部分吸附在活性炭上的有机物将因此而分解，其余少部分将因电泳力的作用而发生脱附，其工艺流程如图 4-9所示。厦门大学化学工程系张会平、傅志鸿等研究分析认为，活性炭的电化学再生过程中包括电脱附、NaOH再生、NaCIO化学氧化等过程，实验结果表明，电化学法再生活性炭效率可达到90%[14]。此外，还有研究表明再生位置、电解质NaCI浓度、再生电流和再生时间对再生效果感有不同程度的影响。

山东 临朐县海源活性炭厂，位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村，建厂多年来，经不断发展，现已成为一家综合性滤料厂家，产品有：型号用途活性炭，广泛应用于工业废气吸附、水质净化，工业产品脱色 提纯，建厂20年来，以活性炭为主业；不断加大科研投入，产品种类，质量稳定，深受广大客户好评。
诸多研究表明，脱附活性炭在液相中的吸附过程是放热的，降低温度有利于吸附性能的提高。但是，在液相中，升高温度可以有助于促进液相分子的活度和扩散，增强其在活性炭孔隙结构中的吸附。在实际应用过程中，温度的确定不仅考虑上述因素，还需要兼顾液体自身特性，比如黏度大的液体需要通过提高温度来增加其流动性，对于某些熔点高的物质也需要确保温度熔点，而热敏性差的物质就需要考虑温度对其有效成分的影响。总之，温度对于活性炭应用的影响，不仅需要考虑吸附性能也需要考虑应用状况，无法通过温度变化来提高其吸附量，也难以规定统一的操作温度，需要视情况而定。表5-2中的数据亦可资参考。三种色素的吸附量随温度变化的情况(时间为60min)。活性炭液相吸附性能的一个重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果，但是也会增加吸附过程中的吸附阻力。因此，要确定合理的添加量，大限度地发挥活性炭的吸附性能，达到理想的吸附效果。
佳添加量可以通过实验研究确定，但实践证明，生产过程中的实际使用量通常比实验室获得的添加量要少，原因尚不明确，需要进一步研究。因此，对于活性炭添加量的确定，通常是根据实践经验来确定。由于每次使用的工况不一样，且每批活性炭的性能也不同，这就需要构建一个实验研究和实践使用之间的比例关系，同时辅以操作者的成熟经验。一般来说，在添加炭样5~10min 后进行取样观察，判断是否正确[9])。
二、时间
脱色或精制所需的时间，受许多因素影响，如炭的粒度、炭的用量、液体温度和黏度等，一般需要10~60min(10,11]。炭越细或用炭量越多则时间越短，当液体黏度大或用炭量很少时则时间就长些。对给定的色素和给定的活性炭种类，在同一条件下，随着时间的延长，单位质量的活性炭对色素的吸附变化并不大。表5-1为三种色素在溶液的平衡浓度为0.1mmol/L时，在25℃时，活性炭对色素的吸附量随时间变化的情况。

山东 临朐县海源活性炭厂，位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村，建厂多年来，经不断发展，现已成为一家综合性滤料厂家，产品有：型号用途活性炭，广泛应用于工业废气吸附、水质净化，工业产品脱色 提纯，建厂20年来，以活性炭为主业；不断加大科研投入，产品种类，质量稳定，深受广大客户好评。
脱附活性炭的应用： 脱附活性碳是一种多孔性的含炭物质，它具有高度发达的孔隙构造，是一种极优良的吸附剂，每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球场之多。而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成。其组成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其结构则为炭形成六环物堆积而成。由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。活性炭可由许多种含炭物质制成，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。其中煤及椰子壳已成为制造活性炭常用的原炓。

脱附活性炭选用进口椰壳为原料，经系列生产工艺精加工而成。外观为黑色，呈颗粒状，机械强度高，吸附力强，经济，是净水，除臭，净化空气，炼金，载银等的佳选择。 优点： 椰壳炭是以椰壳为原料，经高温活化、碳化处理，同时负载光触媒、碳纤维而成的一种新型活性炭。其对有机气体吸附能力比普通活性炭高5倍至以上，吸附速率更快 椰壳炭具有发达的比表面积，丰富的微孔径。具有比表面积大、孔径适中、分布均匀、吸附速度快、杂质少等优点。

脱附活性炭外表物理构造特性改性 椰壳活性炭的外表特性有这些方面构成,比外表积、微孔的体积、构造等,这些特色于活性炭的吸附功能密不可分,这些要素的进步能够很大程度将其吸附性进步.对活性炭进行改进,也即是使用一些化学手法,来对活性炭资料的比外表积、孔隙构造等进行改动,对孔隙进行改进,能够让活性炭吸附更多的分子级的污染物,改动孔径能够经过热收缩法、气相热解堵孔发来进行,能够将活性炭的孔径减小.活性炭在生产过程中,许多要素都会影响终究的功能,比方说话的温度、时间、活化剂的类型等,改动其间的任何一个要素,都能使终究的吸附功能发生很大的不一样. 1、外表化学性质的改性 椰壳活性炭外表化学性质是由化学官能团、外表的杂原子和氧化物一起决议的,这些要素与活性的生产过程相同,也会影响终究的吸附功能.不相同的化学官能团,在吸附的物质上也不相同,比方碱性的含氧官能团,对比简单吸附性对比弱的物质.对活性炭的化学性质进行改动,也即是将它的官能团进行改动,可以使活性炭愈加亲水或许愈加疏水,也能进步对重金属的吸附功能.在改进过程中,能够对活性炭的外表氧化进行改性,也能够对其酸碱性进行改性等等,在改性的过程中,通常用不一样的办法联系起来进行,这么能够发生十分好的作用. 2、电化学性质的改性 活性炭的构成元素决议了它具有必定的导电功能,能够捕捉一些电荷,对活性炭的电化学性质进行改动,即是要使用必定的办法,对活性炭的导电功能进行改动,让其吸附具有必定的选择性.改动活性炭的电化学性质以后,改动吸附功能,比方关于水中氯仿的吸附,假如活性炭的电位升高,那么吸附会愈加速速,假如电位降低的话,相反会使其对氯仿的吸附才能降低.