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1、工业微波知识普及系列之活性炭的制备关于微波技术制备活性炭的方法的研究地点:微朗科技微波实验室单位:株洲市微朗科技有限公司时间:2012-08-23声明:本研究成果归株洲市微朗科技有限公司所有,仿冒必究.一、活性炭的特性 活性炭属不定型物质,是疏水性非极性吸附剂,能选择性地吸附非极性物质,吸附力大。孔径大小不同的孔隙,能吸附分子大小不同的物质。此外,由于其表面和表面化合物以及灰分等的作用,活性炭具有良好的催化活性。活性炭之所以能得以广泛使用也归功于其稳定的化学性质。它能耐酸、耐碱、耐高温,不溶于水和其它溶剂,能在水溶液和许多溶剂中使用。活性炭的另一特性是它经使用失效后,可用各种方
2、法再生,可多次利用。（1）活性炭的质量指标与应用 活性炭的质量有多项物理与化学指标,主要的如:水分、灰分、酸溶物、各种金属和酸根的含量,以及它的吸附性能等。对于不同用途的活性炭,时常用不同的物质和方法来检验它的吸附性能,通常有亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值、苯酚值等。其中亚甲基蓝吸附值是最常用的,对它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物质的能力,具有大量微孔的活性炭,此值较高。根据活性炭的吸附特点,活性炭主要用于除去水中的污染物、脱色、过滤净化液体、气体,还用于对空气的净化处理、废气回收(如在化工行业里对气体苯的回收)、贵重金属的回收及提炼(比如对黄金的吸收)
3、。近年来,在医药行业中也有所利用,随着科学的发展,随着国家对生态环境的重视,活性炭的用途也越来越广泛。工业微波知识普及系列之活性炭的制备二、活性炭的国内外需求现状 国内外活性炭的生产与应用都比较晚。欧美在20世纪初开始发展活性炭的生产[2]。我国的活性炭工业在20世纪50年代才真正建立起来,在70年代有较大的发展。目前,世界活性炭的年产量约6.5×105t左右。1997年美洲(巴西、墨西哥、美国)为2.359×105t,欧洲(比利时、法国、英国、荷兰)达1.124×l05t,亚洲[中国(包括台湾)、印度、印尼、日本、南朝鲜、马来西亚、菲律宾、斯里兰卡、泰国]计3.01×105t
4、。1997年中国活性炭生产总量达1.2×105t以上,占世界年产量的l5%。据有关信息资料报道,1998年中国出口量为1.004×105t,出口额达6.04亿美元;2000年中国活性炭出口量高达1.192×105t,出口额高达6.85亿美元。在进口数量上,1999年活性炭进口量为1904.5万t,进口额达558.2万美元，2001年活性炭进口量增加为2567.3万t。进口额为727.1万美元。从这些数据可以看出,2l世纪中国的活性炭行业仍然具有广阔的发展前景。但是,国内的活性炭工业必须注重研究活性炭的应用发展趋势,加强新技术开发,促进整个活性炭行业的良好发展。三、活性炭制备原料与传
5、统制备方法（1）活性炭的制备原料 用于活性炭生产的主要原材料可分为以下5大类:a、植物性原料,如木材、锯末、果核、果壳、棉花秸、糠醛渣、蔗糖渣等;b、矿物原料,如各种煤和石油残渣等;c、各种废弃物,如动物的骨头和血,工业上废旧塑料、各种橡胶废品等;d、合成纤维材料,如聚丙烯等;e、有机纤维材料,如聚丙烯腈纤维、粘胶丝、沥青纤维等。根据生产所用的材质,目前国内主要的活性炭品种有木质活性炭、煤质活性炭、果壳活性炭和活性炭纤维等。（2）活性炭的传统制备方法 国内外传统的活性炭制备方法有气体活化法,化学活化法,化学物理法:气体活化法是把原料炭化后,用水蒸气、二氧化碳、空气、烟道气等
6、,在800～900℃工业微波知识普及系列之活性炭的制备下进行活化的方法。活性炭得率较低,质量不稳定,比表面积较低,活化温度高,设备投资大,但对环境无污染;化学活化法是把化学药品加入原料中,然后在惰性气体中加热,同时进行炭化和活化的一种方法。这种方法对设备腐蚀性较大,污染环境,残留物较多;化学物理法在活性炭原料中加入一定量的化学药品(即添加剂)进行化学活化浸渍处理,在碳材料内部形成传输道,有利于气体活化剂进入孔隙内进行刻蚀。这种方法优点是:可通过控制浸渍比和浸渍时间来制得孔径分布合理的活性炭,比表面积大,且得率高。四、微波法制备活性炭 微波具有快速、高效、资源回收利用率高、不会造
7、成二次污染、成本低等显著优点。因此微波法制备活性炭成为近年来国内外学者的研究热点之一。国内外许多研究者尝试用微波制备活性炭并取得了可喜成绩,如Kasai、Takakazu[5]等将有机成型废料用微波加热,炭化,活化制得优质活性炭。彭金辉等用蚕豆秆,稻秆,黑型树皮拷胶废料,瓜子壳,麦秸,玉米芯,蚕豆壳,甘蔗渣,杨梅树皮废料,烟秆,松木屑,椰壳为原料,微波制备活性炭。樊希安等采用微波辐射竹节、椰壳、棉秆,利用磷酸、水蒸气、氯化锌为活化剂制得优质活性炭。张利波等采用微波辐射
