鄂尔多斯活性炭物理-化学活化法(1)物理-化学一体化制备技术物理-化学活化法顾名思义就是结合应用物理活化和化学活化的方法,即炭先经化学法处理,随后再进一步用物理法(水蒸气或 CO2)活化。国外研究人员通过H3PO4和CO2联合活化法制得了比表面积高达3700m2/g 的超级活性炭,具体步骤是在85℃下先用H3PO4浸泡木质原料,经450℃炭化4h后再用CO2活化。将物理法和化学法联合,利用物理法的炭化尾气为化学法生产供热,实现生产过程无燃煤消耗,同时得到物理法活性炭和化学法活性炭。
鄂尔多斯活性炭生物再生法利用微生物的新陈代谢,将吸附在活性炭上的污染物质氧化降解的方法称作生物再生法。活性炭的孔径一般只有几纳米,微生物很难进入其孔隙内部,通常微生物细胞酶可以流至细胞胞外,通过活性炭对酶的吸附,在炭表面形成酶促中心,分解污染物,达到再生的目的。生物法的投资和运行费用相对较低,但再生时间较长,水质和温度对再生效果的影响很大。同时,微生物处理污染物的选择性很强,且一般不能将所有的有机物彻底分解成CO2和H2O,其中间产物仍残留在微孔中,多次循环后再生效率会明显降低。
活性炭过滤器是水处理中广泛使用的过滤器,使用一段时间后,如何判断活性炭是否已经吸附饱和?测定活性炭是否饱和的方法:取一些活性碳,用有颜色的水来作吸附实验,比如用矿泉水瓶,取适量活性碳,然后在瓶中加入清水(不要太多)再将活性碳倒入瓶中,滴几滴黄药或甲基蓝等(少量),经过一定时间的摇晃或静置,再取出瓶中的溶液(不能有活性碳),这是溶液A。另外,重复上述步骤,但不加入活性炭,加入药物作为未活性炭处理的溶液B。,可以将使用后的活性炭进行使用实验比较,
活性炭内部具有晶体结构和孔隙结构,活性炭表面也有一定的化学结构。活性炭吸附性能不仅取决于活性炭的物理(孔隙)结构,而且还取决于活性炭表面的化学结构。在活性炭制备过程中,炭化阶段形成的芳香片的边缘化学键断裂形成具有未成对电子的边缘碳原子。这些边缘碳原子具有未饱和的化学键,能与诸如氧、氢、氮和硫等杂环原子反应形成不同的表面基团,这些表面基团的存在毫无疑问地影响到活性炭的吸附性能
射线研究表明,这些杂环原子与碳原子结合在芳香片的边缘,产生含氧、含氢和含氮表面化合物。当这些边缘成为主要的吸附表面时,这些表面化合物就改变了活性炭的表面特征和表面性质。活性炭表面基团分为酸性、碱性和中性 3 种。