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1、活性炭棒的产业应用现状及未来发展趋势分析轻纺工业与技术2012年第41卷第1期活性炭棒的产业应用现状及未来发展趋势分析兰慧芳,邹专勇,喻佳丽,朱卫红,支佳雯(绍兴文理学院纺织服装学院,浙江绍兴312000)【摘要】首先基于活性炭颗粒,活性炭纤维吸附机理,对活性炭棒过滤吸附过程进行了比较和分析;然后详细阐述了活性炭棒制备原料及所需粘合剂的种类与特点,并介绍了活性炭棒的不同制备途径,分析了各自存在优势与缺点;最后对活性炭棒的应用领域做了介绍与展望.【关键词】活性炭棒;吸附机理;粘合剂;制备;应用中图分类号:TQ424.1文献标识码:A文章编号:2095—0101(20
2、12)01—0038—04活性炭的过滤吸附作用产生于两个方面:一是物理过滤吸附,主要依靠范德华力,由于活性炭内部分子在各个方向都受着同等大小的力,而表面的分子则受到不平衡的力,这就使其它分子吸附于其表面上,同时也因活性炭内部的大量微孑L存在阻碍大粒径杂质通过而达到净化的目的;这些被吸附杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径;另一个是化学过滤吸附,即活性炭与被吸附物质之间因产生化学作用而达到吸附,过滤和净化.当吸附过程温度处于较高情况时,对于多孔活性炭而言,通常化学吸附比物理吸附显得更加重要E2].活性炭的过滤吸附是上述两种过滤吸附综合作用的结果,广泛用于除臭,脱色
3、,干燥和过滤等各个领域.活性炭根据其存在形态可分为粉末活性炭,粒状活性炭,活性炭纤维及活性炭棒四大类.不同存在形态下的活性炭其用途及性能存在差异,如粉末活性炭广泛应用于食品,医药,脱色,结晶,过滤,物质提纯等领域,粒径越小,其比表面积越大,过滤吸附效果越好,但存在二次污染且不能再生复活等缺点口].随着生态环境的恶化及人们生活品质的提高,对不同存在形态的活性炭应用需求越来越广泛,如何最佳地发挥不同存在形态的活性炭的过滤吸附效果及拓展应用领域是我们面临的重要课题.如下将通过对活性炭棒过滤吸附机理,产业应用现状进行分析,从而提出该产业发展趋势,为活性炭棒的产业发展提供一
4、定思考方向.收稿日期:2011-11-20基金项目:浙江省大学生科技创新项目(No.2011R426015)作者介绍:兰慧芳(1991一),女,在读本科生,主要从事印染废水处理研究.通讯作者:邹专勇1活性炭棒的过滤吸附过程分析1.1粒状活性炭的过滤吸附粒状活性炭,粒径为500～5000~m,其孔径结构一般是具有三分散态的孔分布,孔径大小分三类,即大孔(>50nm),中孑L(2.0～50nm)和微孑L(<2.0nm)….粒状活性炭粒径较粉末活性炭大,其过滤吸附机理同样包括物理及化学过滤吸附,因颗粒成形不易流动,水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞,
5、相对粉末活性炭其吸附能力强,携带更换方便.但由于粒状活性炭的孔状结构所致,其吸附速率较慢,分离率不高,尤其是它的物理形态使其在应用和操作上的诸多不便,限制了粒状活性炭的应用范围E53.1.2活性炭纤维的过滤吸附活性炭纤维,出现于20世纪70年代,是继粉末与粒状活性炭之后的第三代活性炭产品,是一种新型,高效的吸附剂.相比于粒状活性炭,活性炭纤维具有比表面积大,微孔丰富,孔径小且分布窄,吸附量大,吸附速度快等优点,且以物理吸附为主,受温度的影响比较小,在水及废水处理等方面有着广泛的应用前景tso].活性炭纤维易再生,不易粉化和沉降,具有较快的吸,脱附速度,且可根据需要
6、制备成纱,布,毡和纸以满足各类用途,但存在价格较贵,易繁殖细菌,不能吸附悬浮固体和不溶性染料等缺点].1.3活性炭棒的过滤吸附活性炭棒是利用某种粘合剂通过烧结压缩,热熔挤压等各种物理机械形式将某种粒径或几种粒径组合的活性炭固结成棒状,以用于空气,水净化,有机物吸附净化等领域的一种过滤吸附材料.活性炭棒的过滤吸附机理同样包括物理过滤吸附和化学过滤吸附,但与粒状活2012年第41卷第1期轻纺工业与技术39性炭和活性炭纤维过滤吸附过程相比,易受粘合剂种类,加工成型工艺类型和活性炭颗粒间空隙等因素影响.如对高密活性炭棒而言,成型过程大量活性炭颗粒问无效单元的减少或消除,对
7、提高单位体积的活性炭棒过滤能力最为有效_l0].同时介质在通过活性炭棒时,与活性炭棒接触时间较长,使杂质能较充分被过滤吸附.活性炭棒具有制备成本区性低,且克服了粉末活性炭二次污染问题,能广泛应用于生活污水,工业废水等的处理等优点.然而固结粘合剂的引入将使活性炭颗粒比表面积下降,导致其过滤吸附活性降低.如何在保证活性炭棒成型粘结牢度的基础上,提高活性炭棒的过滤吸附能力,是制备高效,高寿命活性炭棒亟待解决的重要课题2活性炭棒制备原料,所需粘合剂种类及特点2.1活性炭棒制备原料种类及特点不同原材料的活性炭的吸附眭能和孔径分布不同口.因此活性炭棒的制备原料选择对活性炭棒的
8、过滤吸附效
