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惠州活性炭之高效耐水蜂窩狀活性炭
活性炭是一種優(yōu)良的吸附劑、催化劑和催化劑載體,活性炭的研究、生產(chǎn)和應用發(fā)展很快,目前應用較多的主要是粉末狀、顆粒狀的活性炭和活性炭纖維 。 除此之外,新型的活性炭也在積極開發(fā)之中,蜂窩狀活性炭便是其中的一種。
蜂窩活性炭的研制最早見于日本的報道。 蜂窩狀活性炭不但包含活性炭原有的優(yōu)點,如比表面積大、獨特的空隙結(jié)構(gòu)、表面化學官能團穩(wěn)定、抗酸堿腐蝕性、疏水性,以及失效后可再生性,等等,而且由于其獨特的峰窩結(jié)構(gòu),還具有開孔率高、氣體分布均勻、幾何表面積更大、擴散路程短、耐磨損、抗粉塵污染能力強等優(yōu)點。 與其它類型的活性炭相比,蜂窩狀活性炭的最大優(yōu)點在于壓力損失小,在同樣條件下,其阻力僅為同比顆?；钚蕴康?/10左右。 基于上述優(yōu)點,蜂窩狀活性炭可以用于氣體凈化、氣體儲存等方面。 此外,峰窩狀活性炭還可用做催化劑或催化劑載體。 蜂窩狀活性炭基催化劑的制備及其應用正成為一個研究熱點。
一、峰窩狀活性炭的結(jié)構(gòu)特性
通常的峰窩結(jié)構(gòu)活性炭主要有圓柱形、橢圓柱形和正方體三種外形,它們含有正方形、圓形、六邊形和三角形的通道,具有較大的比表面積和豐富的微孔結(jié)構(gòu)。峰窩結(jié)構(gòu)主要有三個幾何特征參數(shù):通道或腔胞的形狀、通道的尺寸以及壁厚。其它特征參數(shù)如胞密度(単位表面積的胞個數(shù))、幾何表面積和空隙率,都可由前面三個參數(shù)計算得到。按制備過程的差異可以將峰窩狀活性炭分為兩種類型:涂層式峰窩結(jié)構(gòu)和整體式蜂窩結(jié)構(gòu)。整體式蜂窩結(jié)構(gòu)中,在蜂窩結(jié)構(gòu)形成期間添加炭或炭前驅(qū)體,因此單位體積的蜂窩結(jié)構(gòu)含炭量高,但其機械性能差,結(jié)構(gòu)一旦損害,重建反應器的費用昂貴。 因此,確保整體蜂窩結(jié)構(gòu)的機械強度顯得十分重要。涂層蜂窩結(jié)構(gòu)由峰窩結(jié)構(gòu)和涂在載體上的炭層組成,這種結(jié)構(gòu)單位體積的蜂窩結(jié)構(gòu)含炭量比整體結(jié)構(gòu)要低,但它的機械特性強。對涂層蜂窩結(jié)構(gòu)來說,涂層成片脫落是個問題,涂層成片脫落會造成活性炭材料減少且對上流式裝置有害,并且含炭量低,一般不超出峰窩總重量的1/4。因此,涂層能否牢固地粘附在塊狀結(jié)構(gòu)上對防止涂層成片脫落至關(guān)重要。
二、峰窩狀活性炭的吸附性能
峰窩結(jié)構(gòu)的吸附性能主要取決于它的幾個主要材料參數(shù)和過程參數(shù)。材料參數(shù)包括炭的吸附孔隙率、蜂窩結(jié)構(gòu)的壁厚和炭的含量;過程參數(shù)包括流體流速、吸附質(zhì)的濃度、吸附能(吸附能取決于碳結(jié)構(gòu)和吸附質(zhì)的特征如分子量)。?
三、蜂窩狀活性炭用途
a.適用于大風量，低濃度工廠有機廢氣（三苯及有毒有害氣體）治理。適用于室內(nèi)空氣凈化，餐飲油煙廢氣處理?？照{(diào)，冰箱，復印機等除異味。并可做為催化劑載體。
b.用于氣相吸附類活性炭，苯、甲苯、二甲苯、丙酮、油氣、CS2等有機溶劑吸附與回收。
c.香煙過濾嘴、裝修除味、室內(nèi)空氣凈化（甲醛，苯等有害氣體的去除），工業(yè)用氣的凈化（如CO2，N2等）。
d.石化行業(yè)生產(chǎn)、天然氣凈化、脫硫、除臭、廢水的治理。
e.生化、油漆工業(yè)、地下場所、皮革工廠、動物飼養(yǎng)場所的空氣凈化、脫臭。
f.煙道氣的臭氣吸附，硫化物吸附，汞蒸汽的去除、降低戴奧辛的生成。
四、峰窩狀活性炭的總結(jié)
峰窩狀活性炭是一種新型的活性炭,它不僅包含活性炭原有的優(yōu)點,而且由于其具有獨特的峰窩結(jié)構(gòu), 因此峰窩狀活性炭還具有開孔率高、氣體分布均勻、幾何表面積更大、擴散路程短、耐磨損、抗粉塵污染能力強等優(yōu)點,與其它類型的活性炭相比,峰窩狀活性炭的最大優(yōu)點在于圧力損失小。 基于上述優(yōu)點,峰窩狀活性炭可以用于氣體凈化,氣體儲存等方面。 此外,它還可用做催化劑載體,峰窩狀活性炭基催化劑的制備及其應用正成為一個研究熱點。
峰窩活性炭在 NO2、 SO2去除方面的研究與應用情況已經(jīng)展現(xiàn)出良好的效果。 但是目前國內(nèi)關(guān)于峰窩活性炭的研究報道相對較少,隨著人們對其結(jié)構(gòu)和性能的認識和研究的不斷深入,峰窩活性炭材料必將得到大力的推廣和應用 。
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