活性炭的种类和用途
活性炭是具有发达孔隙结构、有很大比表面积和吸附能力的炭。每克活性炭的总表面积可达1500平方米以上。
活性炭的种类很多,按原料不同可分为植物原料炭、煤质炭、石油质炭、骨炭、血炭等等;按制造方法可分为气体活化法炭、即物理活化法炭;化学活化法炭,即化学药品活化法炭;化学——物理法活性炭;按外观形状可分为粉状活性炭、不定型颗粒活性炭、定型颗粒活性炭、球形炭、纤维状炭、织物状炭等;按用途可分为气相吸附炭、液相吸附炭、糖用炭、工业炭、催化剂和催化剂载体炭等。
活性炭具有吸附性能、催化性能,它不溶于水和其他溶剂,具有物理和化学上的稳定性。除了高温下同氧接触、同臭氧、氯、重铬酸盐等强氧化剂反应外,在实际使用条件下都极为稳定。由于活性炭作为吸附剂的优异特性,所以活性炭的用途非常广泛。
活性炭与其他吸附剂如硅胶、沸石、活性白土等相比较,具有许多特点
1. 有较发达的孔隙结构,比表面积大
活性炭具有发达的孔隙结构,除了活性分子筛以外,孔径分布范围较广,具有孔径大小不同的孔隙,能吸附分子大小不同的各种物质。同时具有大量的微孔,因而比表面积很大,吸附力也大。活化方法对制得活性炭的孔隙大小有很大影响。
2. 活性炭的表面特性
活性炭的表面性质因活化条件而不同,高温水蒸汽活化的活性炭,表面多含碱性氧化物,而氯化锌活化的活性炭,表面多含酸性氧化物,后者对碱性化合物的吸附能力特别大。活性炭具有的表面化学性质、孔径分布和孔隙形状不同,是活性炭具有选择性吸附的主要原因。
3. 催化性质
活性炭作为接触催化剂用于各种异构化、聚合、氧化和卤化反应中。它的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及灰分等的作用。
活性炭在化学工业中常用作催化剂载体,即将有催化活性的物质沉积在活性炭上,一起用作催化剂。这时,活性炭的作用并不限于负载活化剂,它对催化剂的活性、选择性和使用寿命都有重大影响,它具有助催化的作用。
4. 化学性质稳定、容易再生
活性炭的化学性质稳定、能耐酸、耐碱,所以能在较大的酸碱度范围内应用;活性炭不溶于水和其他溶剂,能在水溶液和许多溶剂中使用;活性炭能经受高温高压的作用,由于它的催化活性,在有机合成中常作为催化剂或载体。
活性炭使用失效时,可用各种方法多次反复再生,使其恢复吸附能力,再用于生产。如果再生得法,可达到原有的吸附水平。
活性炭的应用:
1. 气相吸附方面的应用
(1)废气净化和回收用于净化工业上排放的有害气体,如废烟气的脱硫等;回收挥发散失的溶剂如丙酮、酯类、苯、汽油等。
(2)防御毒气和有害气体 在国防和民用工业中用活性炭装填各种防毒面具,制造防御放射性物质的纺织品。
(3)原子能设施中的应用 用于捕集和去除泄漏的放射性物质。
(4)其它 用活性炭填充气体钢瓶,增加贮存气体的容量;用于香烟滤嘴滤除尼古丁等。
2. 液相吸附方面的应用
(1)食品工业 用于葡萄糖、饴糖、味精、油脂、酒等的脱色精制,除去色素、胶质和其它杂质。
(2)医药工业 用于抗菌素、解热药、维生素、注射用针剂等除去色素、杂质等。
(3)化学药品 用于各种有机和无机药品,如酯类、酚类、柠檬酸、草酸等的脱色精制。
(4)环境保护 用于净化用水,处理废水等。
(5)其它 在冶金工业中用于回收金、银、钯等贵重金属。
3. 为催化剂和催化剂载体
活性炭本身有各种催化活性,可单独作催化剂,应用于卤化、氧化脱氢等化学反应中。某些活性炭也是优良的催化剂载体,应用在醋酸乙烯酯合成、卤化、氧化、聚合等反应中。
4. 医药方面的应用
活性炭作为外用药,用于烂疮、化脓化创伤,也可用于内服药治疗腹泻。活性炭能吸附病毒、细菌毒素、药物等,可用于治疗中毒或过量服药的病人。
5. 农业和其它方面的应用
活性炭施用于土壤中,能促进氮的生物固定作用,除去农药对作物的毒害等。此外,活性炭还用作制造锌—空气电池的电极。
(编辑:Admin)
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