首頁 > 產(chǎn)品知識
粉狀活性炭的吸附原理
- 字號 + -
對于水:當(dāng)水流過活性炭表面時(shí),雜質(zhì)、污垢、金屬離子和氯、苯、油脂等污染物會(huì)附著在活性炭表面。因此,活性炭除具有過濾水的作用外,還具有脫色作用。
在家用凈水器中,有活性炭過濾器,使用一段時(shí)間后,需要更換濾芯,以確保水質(zhì)。在工業(yè)生產(chǎn)中,吸附機(jī)制也用于處理工業(yè)廢水或生產(chǎn)中的某些階段。
活性炭是用木材、煤、果殼等含碳物質(zhì)在高溫缺氧條件下活化制成活性炭吸附是利用活性炭的物理吸附、化學(xué)吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除水中污染物的水處理方法。
活性炭是用木材、煤、果殼等含碳物質(zhì)在高溫缺氧條件下活化制成,它具有巨大的比表面積(500-1700m2/g)。水處理過程中使用的活性炭有粉末炭和粒狀炭兩類。粉末炭采用混懸接觸吸附方式,而粒狀炭則采用過濾吸附方式。活性炭吸附法廣泛用于給水處理及廢水二級處理出水的深度處理。其主要優(yōu)點(diǎn)是處理程度高,效果穩(wěn)定。
活性炭用木屑、果殼、褐煤等含碳物質(zhì)為原料,經(jīng)碳化和活化制成。有粉狀(粒徑為10~50微米)和顆粒狀(粒徑為0.4~2.4毫米)兩種。通性是多孔,比表面積大??偙砻娣e達(dá)每克500~1000㎡。主要性能參數(shù)是吸附容量和吸附速率。吸附容量是單位重量活性炭達(dá)到吸附飽和時(shí)能吸附的溶質(zhì)量,和原料、制造過程及再生方法有關(guān)。吸附容量越大,所用活性炭量越省。吸附速率是指單位重量活性炭在單位時(shí)間內(nèi)能吸附的溶質(zhì)量。因吸附有選擇性,性能參數(shù)應(yīng)由實(shí)驗(yàn)測定。顆粒活性炭要有一定的機(jī)械強(qiáng)度和粒徑規(guī)格。
活性炭在同溫同壓下,不同吸附劑對一定分子的吸附能力有所不同。
活性炭不斷吸附水中溶質(zhì),直到吸附平衡即溶質(zhì)濃度不再改變時(shí)為止。一定溫度下,達(dá)到吸附平衡時(shí),單位重量活性炭所吸附的溶質(zhì)重量和水中溶質(zhì)濃度的關(guān)系曲線,稱為吸附等溫線。曲線常用弗羅因德利希公式表示:
X/M=kC1/n式中X為活性炭吸附的溶質(zhì)量;M為所加活性炭重量;C為達(dá)到吸附平衡時(shí),水中溶質(zhì)濃度;k和n為試驗(yàn)得出的常數(shù)
粉狀活性炭以優(yōu)質(zhì)木炭為原料,經(jīng)特殊生產(chǎn)工藝精制而成,有物理法、化學(xué)法兩種。經(jīng)水蒸氣活化后,精制處理,粉碎而成。本品外觀為黑色粉末狀,在一般溶液下均不溶解。無臭無味,具有表面積大吸附為強(qiáng)、純度高、濾速快、質(zhì)量穩(wěn)定,具有絮凝效應(yīng)和助濾效應(yīng)等特點(diǎn)。廣泛適用于食品、醫(yī)藥、味精化工等產(chǎn)品的脫色、除雜精制。也可以用于水的凈化處理。
粉狀活性炭的吸附是物質(zhì)在相的界面上濃度發(fā)生變化的現(xiàn)象。物質(zhì)在表面層的濃度大于內(nèi)部濃度的吸附稱為正吸附,反之,表面層的濃度小于內(nèi)部濃度的吸附稱為負(fù)吸附。已被吸附的原子或分子,返回到氣相中的現(xiàn)象稱為解吸或脫附。吸附作用僅僅發(fā)生在兩相交界面上,它是—種表面現(xiàn)象。—切固體都具有不同程度的將周圍介質(zhì)的分子、原子或離子吸附到自己表面上的能力。固體表面之所以能夠吸附其他介質(zhì),就是因?yàn)楣腆w表面具有過剩的能量,即表面自由焓。粉狀活性炭吸附其他物質(zhì)是鑰向減低表面自由焓的方向進(jìn)行的,它是一個(gè)自發(fā)過程,在物理吸附過S中,吸附劑與吸附質(zhì)表面之間是范德華力。當(dāng)吸附質(zhì)和吸附劑分子的間距大于二者零位能的分子間距時(shí),范德華力發(fā)生作用,使吸附質(zhì)分子落人吸附劑分子的淺位阱9P處,放出吸附熱,發(fā)生物理吸附。
發(fā)生化學(xué)吸附時(shí),被吸附分子與吸附劑表面原子發(fā)生化學(xué)作用,這是生成表面絡(luò)合物的過程。 當(dāng)—個(gè)常的不作表面運(yùn)動(dòng)的氣體分子和固體吸附劑發(fā)生碰撞時(shí),如果所發(fā)生的是非彈性碰撞,則氣相和固相均發(fā)生不可察覺的化.化學(xué)變化的起因足非彈性碰撞和俘獲。氣相分子向固相轉(zhuǎn)移能量,是導(dǎo)致非彈性碰撞的直接原因,而固體表面勢阱的存在是非彈性碰撞存在的先決條件.當(dāng)氣態(tài)分子與表面碰撞損失的能量超過某一個(gè)臨界值之后,分子將沒有能力爬出表面勢阱而被浮獲,被俘獲的分子就在固體表面進(jìn)行一系列變化,如表面遷移、表面近構(gòu)、吸附態(tài)的轉(zhuǎn)變等,從而發(fā)生化學(xué)吸附。粉狀活性炭在化學(xué)吸附中,吸附質(zhì)和吸附劑之間產(chǎn)生離子鍵、共價(jià)鍵等化學(xué)鍵。它們比范德華力大12個(gè)數(shù)量級。
因此,吸附質(zhì)分析必須克服淺位阱qp和深位阱9c之間的位置,,也就是化學(xué)吸附的活化能,然后進(jìn)入深位阱qc。此時(shí)吸附反應(yīng)將能放出較大的化學(xué)熱而產(chǎn)生化學(xué)吸附。物理吸附的特點(diǎn)是,吸附作用比較小,吸附熱小,可以對多層吸附質(zhì)產(chǎn)作用—化學(xué)吸附的特點(diǎn),它的吸附作用強(qiáng),吸附熱大,吸附具有選擇性,滯嬰克服活化能一般只吸附單層,吸附和解析的速度比較慢。
粉狀活性炭是以果殼和木屑為原料精制而成,外觀為黑色細(xì)微粉末狀,無毒、無味、具有比表面積大,吸附能力強(qiáng)、適用于制糖、制藥、飲料、酒類等水質(zhì)的凈化行業(yè),對有機(jī)物溶劑的脫色、精制、提純和污水處理方面也廣泛使用。
木質(zhì)粉狀活性炭以優(yōu)質(zhì)的木屑等為原料,采用氯化鋅法生產(chǎn),具有發(fā)達(dá)的中孔結(jié)構(gòu),吸附容量大、過濾等特性。木質(zhì)粉狀活性炭主要適用于各種氨基酸工業(yè),精制糖脫色、味精工業(yè)、葡萄糖工業(yè)、淀粉糖工業(yè)、化學(xué)助劑、染料中間體、食品添加劑、藥品制劑等高色素溶液的脫色、提純、除臭、除雜。
以磷酸法生產(chǎn)的木質(zhì)粉狀活性炭,具有發(fā)達(dá)的中孔結(jié)構(gòu)和發(fā)達(dá)的比表面積,吸附容量大、過濾速度快,不含鋅鹽之特性。廣泛適用于食品工業(yè)的糖類、谷氨酸及鹽,乳酸及鹽、檸檬酸及鹽,葡萄酒,調(diào)味品,動(dòng)植物蛋白、生化制品、醫(yī)藥中間體、維生素等產(chǎn)品的脫色、精制、除臭、去雜。
本廠生產(chǎn)的木質(zhì)粉狀活性炭,雜質(zhì)少、純度高、濾速快、具有優(yōu)良的脫色、凈化、提純等性能,主要用于各種注射藥劑的脫色、精制和除去“熱源”。亦可用維生素C及其它原料藥的脫色,脫色力強(qiáng)、濾速快、適用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、中西原藥的脫色、精制。并具有吸收腸道病菌的作用。
煤質(zhì)粉狀活性炭選用無煙煤為原料,采用上等工藝精制加工而成,外觀呈黑色圓柱狀顆粒;具有合理的孔隙結(jié)構(gòu),良好的吸附性能,機(jī)械強(qiáng)度高,易反復(fù)再生,造價(jià)低等特點(diǎn);用于有毒氣體的凈化,廢氣處理,工業(yè)和生活用水的凈化處理,溶劑回收等方面。
吸附分液相吸附和氣相吸附兩類,液相吸附能力常以吸附等溫線進(jìn)行評價(jià),氣相吸附能力以溶劑蒸氣吸附量評價(jià)。
吸附等溫線表示一定溫度下吸附系統(tǒng)中被吸附物質(zhì)的分壓或濃度與吸附量之間的關(guān)系,即當(dāng)保持溫度不變,可測得平衡吸附量和分壓或濃度間的變化關(guān)系。以剩余濃度為橫軸,以粉狀活性炭單質(zhì)量的吸附量為縱軸可繪出關(guān)系曲線。
當(dāng)保持分壓或濃度不變,可測得平衡吸附量和溫度間的變化關(guān)系,繪出關(guān)系曲線,即吸附等壓線。由于在工業(yè)裝置中少量成分吸附大致在等溫狀態(tài)下進(jìn)行,所以吸附等溫線為重要和常用。
溶劑蒸氣吸附量表示氣相吸附性能,可用顆粒粉狀活性炭的四氯化碳吸附率的測定為例,在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,即規(guī)定的炭層高度、氣流比速、吸附溫度、測定管截面積、四氯化碳蒸氣濃度的條件下,持含有一定四氯化碳蒸氣濃度的混合空氣流不斷地通過粉狀活性炭,當(dāng)達(dá)到吸附飽和時(shí),粉狀活性炭試樣所吸附的四氯化碳的質(zhì)量與試樣質(zhì)量之百分比作為四氯化碳的吸附率。
粉狀活性炭的吸附量,即單位粉狀活性炭所吸附的吸附質(zhì)的量,工業(yè)上也有稱為粉狀活性炭的活性,活性有兩種表示方法:
靜活性——即通常所指的吸附劑達(dá)到平衡的吸附量。
動(dòng)活性----是指流體混合物通過粉狀活性炭床層,其中吸附質(zhì)被吸附,經(jīng)一些時(shí)間的運(yùn)作,粉狀活性炭床層流出的流體中開始出現(xiàn)含有一定的吸附質(zhì),說明粉狀活性炭床層失去吸附能力,此時(shí)粉狀活性炭上已吸附的吸附質(zhì)的量,就稱為粉狀活性炭的活性。是設(shè)計(jì)大量的、經(jīng)常的、重要的吸附系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)。
用液相等溫線法測定粉狀活性炭吸附能力的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用方法,可用于測定原始的和再活化的和粉狀活性炭的吸什能力。
技術(shù)工藝:
竹之韻系列產(chǎn)品選用木材,木炭等為原料,采用化學(xué)法或物理法兩種活化工藝生產(chǎn),經(jīng)后處理科學(xué)配方精制而成的粉狀活性炭。
功能特性:
具有吸附速度快、脫色效果好、提高藥物純度、增加藥品穩(wěn)定性,避免藥物副作用等特性,尤其對藥品及各種針劑注射液去除“致熱原”更有特殊效能。
適應(yīng)用途:
廣泛應(yīng)用于制藥工業(yè)、精細(xì)化工、如原料藥脫色、口服藥用(矽碳銀、清腸劑)、化工原料、醫(yī)藥中間體、化學(xué)原料藥、生物制藥、生化科技、各種制劑注射液的脫色、提純、精制。適用于醫(yī)藥業(yè)如抗菌素、鏈霉素、潔霉素、慶大霉素、青霉素、氯霉素、磺氨類、生物堿、布咯芬、撲熱息痛、維生素B1、維生素B6、維生素C、甲硝唑、沒食子酸等,亦可用于乙二醛、苯駢三氮唑、甲脂、等精細(xì)化工制品的脫色、除雜、去異味。