活性炭孔结构对吸附性能影响的研究进展

碳材料孔控制研究进展

简要说明炭材料孔的形成、分类和描述，之后评述了控制碳材料孔结构技术的的重要性。评述了四种碳材料成孔机理和多种孔描述技术的优略，然后从VOC处理及回收利用、水净化、汽车尾气处理、CO2的可逆不可逆吸附和电极材料5个方面来说明在碳材料中孔结构控制的重要性。最后介绍了孔结构控制技术，包括大孔控制、中孔控制、微孔控制。Abstract: Techniques for controlling the pore structure and its importance in carbon materials are reviewed after a brief explanation on formation mechanism and classification and characterization of pores. The understanding of four kinds of pore-forming processes are reviewed and then five application areas are presented to show the importance of pore structure control in carbon materials, which included VOC treatment and recycling，Water purification，gasoline vapor adsorption, CO2 capture, and carbon electrodes for electric double layer capacitors. Pore structure control techniques are shown, including the macroporous control, mesoporous control and micropore control.

活性炭是一种具有丰富内部孔隙结构、高空隙率和较高比表面积的六方晶格型碳。因活性炭性价比高、化学稳定性好[1]、吸附性能优良、热稳定性好及便于再生利用和相当的硬度等优点而成为吸附技术中首选的吸附剂材料。活性炭广泛应用于食品、医药、电池、催化、电能储存、黄金提取和多成份有机气体分离[2]等，。对环境安全和污染控制关注的提高为活性炭吸附的应用开辟了新的领域，在很多化工厂，如印刷，涂料，纺织印染，聚合物加工等。活性炭孔隙分布规律性差，活性炭工业制作无法实现控制孔径大小及分布，当今科学、工程和技术一个特殊的应用需要一个特殊的孔结构[3–6]，有文献报道，当孔隙大小为吸附分子的2～4倍时最有利于吸附，可以根据吸附质分子选择吸附性能最好的活性炭，但一般活性炭的孔径并不均一，选择性吸附效果差。因此，精确控制活性炭的孔结构在不同应用领域有很强的需求。常规活性炭主要包含小孔，小孔也被IUPAC定义为微孔，即使他们只有纳米级尺寸（小于2nm），也已经吸引了注意和努力在孔尺寸和数量的控制。在最近的一些应用上即使较大的孔，被称为中孔（2～50nm）和大孔（大于50nm）都对活性炭的功能应用起作用，例如中孔在催化、净化、能源储存和碳化硅结构陶瓷制备等[3–13]，大孔在重油吸附上的应用等。并且，孔的数量和尺寸、同种尺寸和形态孔也需要控制。

为满足特殊应用的特殊需求，相关学者提出很多方法和技术用于创造拥有特定孔结构的活性炭材料，控制孔的尺寸和数量。这些技术措施可分为一下三种：一是选择特殊原料实现活性炭特殊孔隙结构及孔尺寸，二是通过活性炭制作过程控制孔的尺寸和数量，形成特殊孔隙结构。三是对制作完成的活性炭用修饰或填充等措施改变活性炭原有性质实现控制孔隙结构、孔的尺寸和数量孔。这些提出的工程和技术工艺似乎可以满足在孔结构方面的需求，但是这些技术应用于工业生产还需要一些突破。

1 孔的形成机理及分类

1.1 活化法成孔机理

活化反应属于气固相系统的多相反映，活化过程括物理和化学两个过程，整个过程包括气相中的活化剂向炭化材料外表面扩散、活化剂向炭化料内表面的扩散、活化剂被炭化料内表面吸收、炭化料表面发生反应生成中间产物（表面络合物）、中间产物分解成反应产物、反应产物脱附、脱附下来的反应产物由炭化料内表面向外表面扩散等过程[14]。

1.1.1 气体活化法

物料在炭化过程中以形成了类似石墨的基本微晶结构，在微晶之间形成了初级空隙结构，不过由于这些初级孔隙结构被炭化过程中生成的一些无序的无定形碳或焦油馏出物所堵塞或封闭，因此炭化料的比表面积很小。气体活化的过程就是用活化气体与C发生氧化还原反应，侵蚀炭化物的表面，同时去除焦油类物质及未炭化物，使炭化料的微细孔隙结构发达的过程。杜比宁（Dubinin）理论认为，烧失率小于50%时，得到的是微孔活性炭；烧失率大于75%时，得到的是大孔活性炭；烧失率在50%～75%时，得到的是具有混合结构的活性炭。活化反应通过以下三个阶段最终达到活化造孔的目的。

第一阶段：开放原有的闭塞孔。即高温下，活化气体首先与无序碳原子及杂原子发生反应，将炭化时已形成但却被无序碳原子及杂原子所堵塞的孔隙打开，暴露出基本微晶表面。

第二阶段：扩大原有孔隙。在此阶段，暴露出来的基本微晶表面上的C原子与活化气体发生氧化反应被烧失，使得打开的孔隙不断扩大、贯通及向纵深发展。

第三阶段：形成新的孔隙。微晶表面C原子的烧失是不均匀的，同炭层平行方向的烧失速率高于垂直方向，微晶边角和缺陷位置的C原子即活化位更易与活化气体反应。同时，随着活化反应的不断进行，新的活性位暴露于微晶表面，新的活化点又能同活化气进行反应。微晶表面这种不均匀的燃烧不断地导致新孔隙形成。

随着活化反应的进行，孔隙不断扩大，相邻孔隙之间的孔壁被完全烧失而形成较大的孔隙，导致中孔和大孔孔容增加，从而形成了活性炭大孔、中孔和微孔相连接的孔隙结构如图1 所示，具有发达的比表面积。

图1 活性法成孔图

气体活化法其主要化学反应式如下：

2222279.6C H O H CO KJ +??→+-

22542.1C H O H CO KJ +??→+-

22712.7C CO CO KJ +??→-

从上述三个化学反应式可以看出，三个反应均是吸热反应，即随着活化反应的进行，活化炉的活化反应区域温度将逐步下降，如果活化区域的温度低于800℃上述活化反应就不能正常进行，所以在活化炉的活化反应区域需要同时通入部分空气与活化产生的煤气燃烧补充热量，或通过补偿外加热源，以保证活化炉活化反应区域的活化温度。

1.1.2 化学药品活化法

化学药品活化法通常要求含碳原料中的氧含量及氢含量要达到一定数值，因此化学活化法最适宜的原料主要为果壳、泥浆、木屑、木片等。

化学药品活化法的成孔过程与气体活化法截然不同，一般形成的孔结构与气体活化法产生的活性炭的孔结构有较大不同，产品主要以中孔为主，因此化学药品活化法生产的活性炭主一般用于液相脱色精制，诸如医药行业、食品行业等的脱色精制。

1.2 模板炭成孔机理

在微孔碳中，最高表面积和孔体积可以分别达到4 000 m 2/g 和1.8mL/g ，它们均是在纳米沸石[15-26]通道中炭化碳前驱体而制作的活性炭，该种制作活性炭过程称为模板炭化技术。由于沸石的渠道的大小和形状被其晶体结构严格界定，并且在复合而成的活性炭中形成的孔是继承沸石的渠道而来，因此在复合而成的活性炭中形成的微孔孔径和孔形态是均一的。真空低温状态下向沸石通道中注入糠醇，接着利用三甲基苯清除粘在沸石颗粒表面多余的糠醇。获得糠醇/沸石复合颗粒后在150℃下加热8小时使其聚合为糠醇/沸石聚合体。

聚合体在700℃下炭化，然后用46%-48%的氢氟酸冲洗溶解沸石模板。沸石笼与活性炭中生成的孔隙的关系如原理图2 所示。这些高比例微孔活性炭具体制作过程[27]有详细说明。

图2 沸石模板活性炭形成示意图

1.3 共混聚合物成孔机理

共混聚合物法[28-29]被提出用来制作多种类型的活性炭，混合两种不同的聚合物，一种

具有高的碳产率，如糠醇聚合物等，一种有具有低的碳产率，如乙烯聚合物。两种聚合物混合方法的不同可以制成碳气球，碳颗粒和多孔碳等，其成孔机理见图3。

混合两种热稳定性不同聚合物，形成稳定混合物。然后用高温处理，成碳聚合物炭化为碳，热解聚合物热解为气体排出，成为共混聚合物活性炭的孔隙，这样就形成了共混活性炭。

图3 共混聚合物成孔原理图

1.4 气凝胶活性炭成孔机理

气凝胶活性炭成孔主要是应用气凝胶原有孔隙性，经过高温炭化，把原有可变孔隙定型，成为有固定孔隙结构的活性炭。

1.5 分类

活性炭中孔的分类，各学者依据不同的理论有不同的分类[30-31]，固体中孔的分类如表1 ，颗粒内和颗粒间孔起源于自身，微孔、中孔和大孔依赖于自身的尺寸，开放孔和封闭孔依赖于自身的状态，刚性孔和可变孔依赖于自身的强度。

活性炭中存在大量的孔，在纳米级别上有多种尺寸，其中大部分是颗粒内微孔、中孔和大孔。已知活性炭中的孔结构主要由碳化和活化过程中先导材料和活化制备条件（温度、加热速率、活化时间、气氛等等）形成。此外活性炭中的微孔还被定义为超微孔和极微孔。石墨六方晶格碳层之间可以成为颗粒内可变的裂缝形微孔，通过插入、接受各种原子离子甚至分子组成插入成分改变空隙宽度。在玻璃状非石墨碳中，大多孔间刚性微孔是封闭的定型的，这些特征通过低容重和气抗渗性来表现。封闭孔在小尺寸中是没有用的，当碳泡沫是由聚酰亚胺浸渍碳化制备成，以几个毫米大小的大孔为中心形成泡沫块，这样就有一个好处就是可浮于水上。石墨在膨胀中，蠕虫状颗粒之间形成大孔，它可以很容易变形，一分钟的机械应力，甚至一个大量重油吸附，使他们的粒间孔隙灵活变化。

表1 活性炭孔分类表

分类依据孔的种类尺寸/nm

依据孔来源粒内孔隙

内部粒内孔隙

外部粒内孔隙粒间孔隙

依据孔尺寸小孔

极小微孔<0.7

超小微孔0.7-2 中孔2-50 大孔>50

依据孔状态开孔闭孔

依据孔强度刚性孔可变孔

活性炭吸附性能主要是归功于其孔隙特征，如高孔隙率和孔径[32,33]。孔隙特征可以运用Langmuir和BET等关于氮的等温吸附理论分析[34,35]，分析微孔材料[36]时t-plot及微孔分析（MP）的方法尤其有用。关于蒸汽在固体微孔中的吸附，通过孔隙填充机制发生，由Dubinin 和Radushkevich提出的（DR）[37]理论分析。DR理论认为对于某些吸附过程，微孔内的吸附不是一层一层地吸附在孔壁上，而是在吸附剂微孔内发生体积填充，因此，理论可以普遍适用于在微孔固体吸附气体。Abe等[38]应用DR理论来阐明活性炭的孔隙结构对气体和液体吸附影响。孔隙特征表征技术及技术优缺点见表2

表2 活性炭材料孔表征技术

表征技术评论（优点和缺点）

在77 K下吸附/脱附氮气

BET方法提供全面的表面积（SS）等

.t plot 给微孔和外部的各种表面积给出微孔容积

BJH方法区分微孔和中孔以及不同的表面积和孔容在中孔范围内给出孔径分布

DFT方法在较大孔径范围内给出孔径分别HK方法给出极微孔信息

绝热吸附/脱附各种气体(H2, He, CO2, CO,等) 提供分子筛性能的信息

小角X射线散射微孔检测，开孔或是闭孔

透射电子显微镜探测纳米尺寸的孔甚至0.4纳米以下的孔提供本地化的信息和需要数据的统计分析

扫描隧道显微镜仅探测表面的孔入口给出孔入口处的孔信息统计分析需要准则

扫描电子显微镜仅探测大孔

压汞法探测绝大部分的大孔难于应用于易碎材料

2 孔控制的必要性

2.1 VOC处理及回收利用

挥发性有机气体(V olatile Organic Compounds, VOCs)的去除和回收是大气污染控制的热点问题。活性炭吸附被广泛应用于工业过程中VOCs去除和回收[39,40]，这种方法与其他方

法相比具有高效、低耗、适用低浓度范围等优点。VOCs的吸附处理、回收利用需要很强的选择性，而活性炭的选择性主要决定于其孔结构，结合孔结构研究活性炭吸附处理VOCs已经成为热点。

活性炭吸附能力与孔体积和比表面积有很大关系，所以就有学者通过增多活性炭的比表面积来增加活性炭的吸附性能。但是通过研究发现，吸附能力的提高并不是正比于孔体积和比表面积，并且吸附能力也不是无限增加的。Mei-Chiung Huang[41] 等研究活性炭对甲苯和正己烷混合气体的吸附，表明孔隙的增多活性炭对VOC的吸附能力增加，但不是比例增加。随着孔的增加，活性炭吸附甲苯时的孔体积利用率减小，而吸附正己烷时孔体积利用率增加。并且通过采用Dubinin-Radushkevich方程中微孔和吸附能的反比例关系拟合孔径分布，可以很好的预测不同活性炭的吸附等温线。Haiqin Rong[42]等研究表明，甲醛在氧化粘胶基活性炭纤维上吸附能力的增加和吸附速率的加快主要是由于甲醛酸性羧基，对偶极相互作用和氢键，以及氧化粘胶基活性炭纤维比表面积的增加和总孔容的增加。为此就有学者想提出吸附能力应该与孔径大小和吸附质分子大小两个方面有关系，Yu-Chun Chiang[43]等利用三种不同前导体制作的活性炭吸附VOCs，研究温度和孔结构对VOCs吸附的影响。VOCs的吸附显示，只有苯展示了活化进入效应（activated entry effect），这是由于苯的分子结构不同于四氯化碳、三氯甲烷和二氯甲烷，说明吸附受活性炭孔径影响。Rie Yamashita[44]等研究了利用碳化木分子筛从含有α-蒎烯的混合物中选择性吸附甲苯。研究表明炭化温度在500°C–700°C时制作的碳化木只吸附甲苯，炭化温度在800°C–1100°C时可以同时吸附甲苯和α-蒎烯。孔径测试表明，炭化温度为500°C–700°C只生成孔径为0.6nm和极少中孔的活性炭，炭化温度900°C 和1100°C时生成的碳孔隙主要为中孔和孔径大于0.8nm的微孔，甲苯扁平的分子可以透入700°C温度下活化得到的狭窄活性炭孔隙，笨重的球状α-蒎烯分子不能穿过直径为0.8纳米的孔。活化温度高于900°C时，可能由于扩大了孔径，从而降低了选择性吸附。结果发现，低于活化温度时炭化得到的炭化木有一个独特扁形孔隙结构，具有碳分子筛的功能，研究证明了上述假设。但是，既然吸附能力与孔径大小和吸附质分子大小有关，则可以通过找出这种关系指导制备吸附特定物质的活性炭。A. Silvestre-Albero[45]等研究了活性炭对酒精的吸附，所用活性炭是用橄榄核先用氯化锌化学活化再用CO2物理活化，当烧失率为30%时所制的的活性炭对酒精吸附量最大，表明活性炭吸附酒精存在一个临界孔径值，推断这个孔径可容纳两个酒精分子吸附层。在制备特殊孔机构活性炭方面，相关学者进行了多方面的探索。S. Villar-Rodil[46]等用二氯甲烷、苯、环己烷和四氯化碳被用来控制微孔碳纤维的结构发展。分析结果表明，炭沉积的地方主要在孔的入口而不在内孔部。Takuji Yamamoto[47]等通过控制微球体活性炭的孔径，使活性炭孔径只包含微孔和中孔，其中中孔占绝大多数。以甲苯作为VOC的代表物质研究适合于吸附VOC的吸附剂，甲苯的吸附量可以通过改变活性炭的中孔孔径和微孔孔体积来改变。甲苯程序升温脱附的温度峰值，孔径控制颗粒活性炭比具有大量微孔的颗粒活性炭高。为了使孔径控制颗粒活性炭能够

应用于实践，对孔径控制颗粒活性炭和颗粒活性炭吸附水分的特性进行了评价，同时测试了吸水性对一种吸附模块的气体渗透性能的影响。

提高活性炭对挥发性有机气体的处理能力，研究人员进行了其他方面的努力，如将光催化与吸附技术组合。利用活性炭的吸附能使VOC浓集到某一特定浓度环境，这样提高光催化氧化反应速率，而且活性炭还可以吸附中间副产物在光催化剂的作用下参与氧化反应，活性炭的吸附表面因污染物的去除而得以再生，活性炭本身的使用周期也得以延长。有关活性炭与光催化剂的组合方式以及吸附光催化机理还不是十分清楚。如果活性炭与TiO2或将TiO2与活性炭混合后成型的方法[48]，也有研究者用TiO2的前躯体与活性炭的前躯体相混合，再一起炭化、活化的方法制备复合体[49]。不过，现有复合体制备方法都不同程度地使TiO2的光催化活性下降。Ting Guo[50]等研究相对湿度对负载TiO2活性炭纤维光催化氧化甲苯的影响，研究表明，在相对湿度为15%、30%、45%时，甲苯催化氧化速率与相对湿度呈正相关，不存在钝化现象。负载TiO2活性炭纤维光催化氧化甲苯的副产物中包含2-甲基丙烯、对苯醌、邻(间, 对)-甲酚。TiO2活性炭纤维光催化氧化甲苯，提高相对湿度增加了苯甲醇的积累，但降低了甲醛的积累。

2.2 汽车尾气处理

汽车停车时回收利用汽油的强烈需求，已经被理解为减少汽油消耗和减少大气污染[51]的重要途径，汽油蒸气在停车时吸附在一个名为“滤毒罐”装置的活性炭中，汽车运行过程中活性炭中吸附的汽油脱附出来重新利用。对于滤毒罐中的活性炭，需要一个特殊的孔结构。

用醋酸镁/聚酯混合物和聚乙烯醇/柠檬酸镁混合物制备两种活性炭，为了评价上述两种多孔炭对汽油蒸汽的吸附能力[52]，把活性炭悬挂在挂在汽油库上方，如4a示意图所示。样品质量随时间而增加，合理的解释应该是：在室温下，汽油蒸气吸附在活性炭上，如图4b。吸附时间为125min时，活性炭质量不再增加，因此认为125分钟时的吸附量W125为活性炭吸附汽油蒸汽的饱和吸附量，图5a为上述两种炭材料和一种商业活性炭的W125与V~10(孔直径小于10nm的孔体积)图，各种活性炭孔径分布见图5b。

图4各种多孔炭对汽油蒸气吸附，(a)测试简图；（b）吸附曲线。

图5 多种活性炭的孔径分布与吸附能力W125和孔直径小于10nm的孔体积V~10的关系图，（a）W125与V~10关系图；（b）吸附量与孔径关系图。

柠檬酸镁/聚乙烯醇混合物制作的碳吸附性能非常高，饱和吸附量几乎与吸附剂质量相同。相反，醋酸镁/聚酯混合物制备炭吸附性能力相对较低。的W125和V?10之间的关系近似是线性的。W125与微孔体积（孔径2纳米以下的孔隙体积）以及微孔体积与中孔容积之和没有一定关系，在图5a中更明显。因此，合适吸附汽油蒸气的孔径大约为2-5纳米。

通常应用丁烷气体的吸附/脱附评价汽车滤毒罐的性能[51]，然而，在目前的工作中，汽车滤毒罐对汽油蒸气的吸附量主要用测重法，没有任何一种汽车滤毒罐的性能测试标准化方法，也没有进行汽油蒸汽脱附实验。图5a所示的结果要求使用丁烷气体。

2.3 水处理

水资源短缺不仅与干旱地区有关，已经成为全球性的问题。在过去的十年淡化海水和苦咸水来应对水资源短缺已被认为是一个技术上和经济上可以接受的解决办法，最近，废水污水脱盐也已经开始被考虑用于水的可持续利用回收。

各种水处理方法不断发展，目前生物活性炭技术（BAC）已日益发展成熟，已应用于德国的Mulheim市的Dobne水厂[53]，阿姆斯特丹Leiduin水厂[54]等；在国内已用于黄河水[55]和广州市东江水源[56]等的治理。但是颗粒活性炭载体有缺陷，其吸附容量小，机械强度差，在使用中易剥落，影响微生物挂膜效果。因此选定优质的生物载体已成为当前生物活性炭技术首要解决的问题，而活性炭纤维（ACF）具有吸附容量大，吸附和解吸速率快，机械强度高，再生条件温和、灰分少、使用时间长等优点[57]。目前，在国内刘杰、尹艳娥等人研究了活性炭纤维作为固着载体的生物挂膜情况[58-60]。东京大学利用中孔ACF对地表水源进行了处理净化效果很好[61]。另外还有利用活性炭纤维吸附与其他工艺连用组成联合工艺，法国Brasquet[62]等用超滤膜工艺和ACF组合，试验原水先经过超滤膜去除腐殖质，然后用ACF吸附其中的苯酚，其穿透曲线与用ACF对纯的苯酚溶液吸附时相近[63]。超滤用于去除大于10倍溶剂分子的颗粒，对水溶液而言，即滤除了分子尺寸大于2.5nm(水分子为0. 28nm)的颗粒，与ACF的微孔尺寸分布一致，超滤与ACF组合能对微量污染物有很好的去除效果。活性炭处理水吸附性能的研究指导了活性炭的制作，Amjad H. El-Sheikh[64]

等用一种产于约旦的橄榄核，制备适合处理被污染地下水的活性炭。研究不同制备条件（炭化时间、活化时间、活化剂、颗粒尺寸、过氧化物后处理和活化过程等）对比表面积和孔结构的影响，找到适合被污染地下水处理的活性炭。当样本没有预先干燥时，对纹理效果最明显。表面是主要的基本性质，同时也表明，MB的吸附孔隙填充后的机制。过氧化氢后处理生产减少面积测量值。同样，N. Spahis[65]等研究橄榄核炭化制备的活性炭对水的净化性能，橄榄核在700℃～800℃炭化温度下，KOH和ZnCl2活化剂制作的活性炭具有不同官能团和孔结构，研究表明，KOH活化剂制作的活因其具有较高的活化位浓度，利于吸附金属离子，所以吸附水中金属离子能力最强。在水处理工况对活性炭吸附活性的研究方面，P.A. Gauden[66]等研究三种颗粒活性炭应用在一个滤床的试运行时孔结构的改变。研究对象是滤床工作的第一年，目的是为了指导减少试运行的费用，最大限度地利用生物净化的使用寿命。研究表明，水处理对活性炭的孔结构有明显影响，活性炭制作的前导体和终产品影响微孔率，由于前导体决定了微污染物和杀菌。发现水过滤主要是填充作用，和一定程度的微孔堵塞，即较大微孔和较小中孔的缩小机制是微不足道的。大孔和微孔由于填充和堵塞效应而失去了在整个净化中的重要性。在第一年吸附剂仅限于特定类型，污染物的去除是非常不同的。通过研究生物降解和生物再生，解释三种吸附剂通过细菌粘附和吸附来清除有机物的不同机理。活性炭起初的吸附性能在长期的有机物处理过程中不再重要，主要通过生物过程来延长活性炭过滤床的使用寿命。研究结果还表明，SAXS（小角X射线散射）方法可以成功地用于描述孔隙结构，该技术可以其他孔表述技术类似的定性结果，如氮吸附法或压汞法。

2.4 CO2可逆/不可逆吸附

现代经济的发展，使得二氧化碳的应用领域从化工合成、焊接保护、食品添加、消防行业逐渐扩大到医疗、烟草、农业、环境保护等诸多行业。二氧化碳资源丰富，广泛存在于大气、和岩层中。煤炭、石油和碳酸盐的加工及燃烧过程中，也会产生富含二氧化碳的气体，这些气体大多直接排入大气，既破坏生态环境，又浪费二氧化碳这一资源。此外，在许多化工过程中，混合气体中的二氧化碳是有害成分必须加以脱除。这些过程都涉及二氧化碳与其他气体组分的分离。变压吸附法是近年来快速发展的分离二氧化碳的有效方法[67-70]，其关键是高效分离吸附剂-活性炭。活性炭是多孔型碳质吸附剂，与其它吸附剂相比，被吸附分子的解吸较为容易，且吸附剂再生时能耗也较低。研究表明[71]，活性炭对二氧化碳的吸附能力与活性炭的常规吸附指标如碘值、亚甲兰值、四氯化碳吸附量、比表面积等没有明确的定量关系，并且用一定浓度的Ca2+、Mg2+和Cu2+的醋酸溶液浸渍煤基活性炭[72]，浸渍后对二氧化碳的吸附性能影响较小，也没有相应的数学模型计算活性炭对二氧化碳吸附量的报道。但影响活性炭吸附量的最主要因素是活性炭的孔容及其分布[73-77]，因此，张双全等[78]猜想CO2的吸附量与活性炭的孔分布存在某种定量关系。张丽丹[79]等采用常压流动吸附法研究了活性炭吸附剂在二氧化碳/氮气体系中对二氧化碳的动态吸附性能，同时研究了活性炭的比表面积、孔径分布及表面官能团对其二氧化碳吸附性能的影响。王重庆等人[80]采用

硝酸和双氧水加醋酸铜溶液对活性炭进行表面改性，研究了活性炭表面的极性对二氧化碳的吸附的影响，结果表明活性炭表面极性增加有利于对二氧化碳的吸附。Park[81]等人也研究了活性炭的酸碱值变化对二氧化碳和氨气吸附行为的影响。

2.5 电极材料

双电层电容器( electric double layer capacitor，EDLC)，又被称为“电化学电容器( electrochemical capacitor，EC)，或者超级电容器，是介于传统物理电容器和二次电池之间的一种新型储能器件[82]，在信息技术、电动汽车、航空航天和国防科技等多个领域具有极其重要和广阔的应用前景。超级电容器的电极材料主要有炭材料、金属氧化物和导电聚合物三大类型[83]。高比表面积活性炭因具有比表面积大、化学稳定性高以及导电性好等优点，一直是制造双电层电容器电极的首选材料。从容量、功率密度、阻抗等方面考虑，作为理想的电极材料，不仅要有高的比表面积，而且要有合理的孔径分布[84]。研究表明，比容量与比表面之间并非线性相关[85,86]。炭材料的孔结构[87,88]及表面化学性质[89-92]对其形成双电层都有影响。选用合理的前躯体材料制备具有特殊孔结构的活性炭可以制得高性能炭电极材料[93,94]；另外，只有应用特殊的制备方法才能制得廉价、高性能的电容器用炭材料[95]；此外，利用化学试剂对炭材料进行表面化学改性，引入有机官能团，可显著改变炭材料的电容性能[96]。Frackowiak等[97]用69%HNO3于80℃处理多壁碳纳米管，经元素分析证实其表面官能团增多，参与氧化还原反应，形成赝电容，使比容量从80 F·g- 1增至137 F·g- 1。Jurewicz 等[98]采用含氨气的空气活化活性炭，在活性炭表面引入含氮官能团，在KOH 电解液中提高了炭材料的比容量。Hu等[99]对多壁碳纳米管进行空气局部氧化，并在硫酸、硝酸混合溶液中对其进行改性，使比容量比改性前提高了175%。虽然碳纳米管等新型炭材料显示了作为电极材料的潜力，但是由于其复杂制备过程和成本等因素，难以推广。

3 孔的控制

最近各种具有良好可控孔结构的多孔碳材料已被开发，对推广活性炭在特定领域的应用具有积极意义。有多种方法用于控制孔结构，即模板（硅模板，沸石分子筛模板）合成，聚合物聚合物涂层和热解[100]，水热分解碳化物，特殊先导体制备[101,102]、聚合物共混方法[103-106]、化学气体沉积法[107]，超声沉积[108]等。

3.1 大孔控制

有序大孔材料由于具有比表面积大、孔径分布紧凑、多孔结构高度有序等特点，因此拥有高效吸附和分离材料所具有的独特性，已用于分离，催化，光学信息处理和微波屏蔽等领域[109,110]。大孔材料的特殊应用需要特殊的大孔分布，制备有序大孔材料的研究也比较活跃。N. Thongprachan[111]等以多壁碳纳米管为原料，应用冷冻干燥技术制备了高孔隙率的大孔固体泡沫。研究发现大孔固体泡沫的孔结构主要通过原料的孔结构和冷干条件来控制。

较快的冷干速度可以制备较小的大孔矩阵形孔网，且网格高度统一。大孔形状不受冷干速度和原料孔结构影响。Xue Bai[112]等研究了一种新型大孔固定化微生物载体的制备和表征。聚乙烯醇载体的制备方法包括经典的PVA -硼酸法[113,114]（化学交联）和冻融法（物理交联）[115,116]，作者所用新型大孔固定化微生物载体的制备方法是，以聚乙烯醇硼酸钙方法为基础，再用碳酸钙作为成孔剂，修改孔结构形成大孔结构和用后戊二醛交联制作大孔载体。并且评价了新型大孔载体的孔体积、孔隙结构、孔隙率和溶胀行为。结果表明高交联度大孔载体拥有高的生物量密度低的生物活动产物，反之亦然，同时表明大孔载体在微生物固定化应用方面的巨大潜力。M. Olivares-Marín[1177]等利用樱桃核制作的活性炭吸附去除红酒中的赭曲霉毒素A。研究表明，在900℃下用KOH活化制备活性炭，当氢氧化钾: 樱桃核为3:1时，制取的活性炭比表面积可以达到1620m2/g，具有较高的大尺寸大孔孔体积（1.84 cm3/g），用这种活性炭处理红酒可以去除50%以上的赭曲霉毒素A。

3.2 中孔控制

J. Pastor-Villegas[118]等研究了不同温度下利用CO2和蒸汽两种活化法，制备不同孔结构的活性炭，研究表明蒸汽活化时，700℃活化温度制的活性炭总孔体积最大。在较高温度下，二氧化碳或水蒸气活化孔隙减少的差异，原因是外部燃烧失。700℃活化温度时，水蒸气活化较CO2活化制得的活性炭中孔多。

3.3微孔控制

活性炭微孔的控制，目前的研究主要集中在活化法[119,120]、热压法[121]、模板法[122-130]和利用金属和含硫化合物的支撑效应改变活性炭的微孔结构[131]。

Leire Zubizarreta[119]等用KOH化学活化法调节活性炭干凝胶的结构特性。用不同的间苯二酚/碳酸钠配比合成间苯二酚甲醛凝胶，干燥后或干燥和高温热解后用KOH活化制备活性炭干凝胶。用上述方法制备的活性炭干凝胶，在间苯二酚甲醛凝胶合成阶段微孔有增加，而中孔/大孔没有明显修正，导致中型微孔或较大微孔材料具有较大的微孔体积。并且由于微孔的生成依赖于加入的活化剂KOH的量，所以微孔控制成为可能。P.J.M. Carrott[120]等以软木为前导体，应用物理和化学活化法在不同的制备条件下，已经制得仅有微孔的活性炭，可以控制活性炭的孔尺寸以及获得较窄的微孔尺寸（≧0.69nm）和等于或大于最好活性炭纤维的微孔体积（≧0.64 cm3g-1）；研究还表明，用化学活化法，在高温下干燥或浸渍氢氧化钾可以获得高的微孔体积。在热压控制孔结构方面，Peng-Xiang Hou[121]等研究了致密整齐微孔活性炭及热压方法控制其微孔大小，在573K下用147MPa压力压缩以Y型分子筛为模板制作的模板活性炭，热压只改变了平均微孔的大小，并且通过热压可以容易的改变平均微孔大小，但是用同样的热压方法不能同样的改变利用KOH活化制备的活性炭孔结构和密度。热压前后活性炭表面结构见图5。以Y型分子筛为模板制作的活性炭具有极高的比表面积（可达4000m2g-1），规则的孔结构，这种优异特性是继承Y型分子筛规则微孔大小的特性而得

[122–126]。因为模板活性炭可以应用于甲烷或氢气的吸附储存[127–130]和制作双电极电容器的电极[12]，所以引起了特别的注意。微孔控制其它探索方面，H. Nakagawa，K[131]等利用金属和含硫化合物的支撑效应改变活性炭的微孔结构。以离子交换树脂（含有多种磺酸基团）为原料，用子交换树脂制备含有H+，K+，Na+，Ca 2+，Zn2+，Cu2+，Ni 2+，Fe3+等离子的树脂，在500℃~900℃下以在N2气体中炭化，500℃下值得的活性炭孔径分布主要在0.38nm-0.45nm，具有和好的整齐微孔碳特性。

图5 模板活性炭在535K和147MPa下热压前后的扫描电镜图

参考文献：

[1] 金钦汉,戴树珊,黄卡玛. 微波化学[M] . 北京:科学出版社,1999. 15-18.

[2] 部豫川，赵俊田. 变压吸附气体分离技术的新应用[J] . 化工进展,2005，24（1）：76-79.

[3] Shi ZG, Feng YQ, Xu L, Da SL, Zhang M. A template method to control the shape and porosity of carbon

materials. Carbon 2004;42(8–9):1677–82.

[4] Taguchi A, Sma ? tt JH, Linde ′n M. Carbon monoliths possessing a hierarchical, fully interconnected porosity.

Adv Mater 2003;15(14):1209–11.

[5] Yang HF, Shi QH, Liu XY, Xie SH, Jiang DC, Zhang FQ, et al. Synthesis of ordered mesoporous carbon

monoliths with bicontinuous cubic pore structure of Ia3d symmetry. Chem Commun 2002;2(23):2842–3.

[6] Hozer L, Lee JR, Chiang YM. Reaction-in?ltrated, net-shape SiC composites. Mater Sci Eng A

1995;195:131–43.

[7] Centeno TA, Fernandez JA, Stoeckli F. Correlation between heats of immersion and limiting capacitances in

porous carbons. Carbon 2008;46(7):1025–30.

[8] Kim BJ, Lee YS, Park SJ. Novel porous carbons synthesized from polymeric precursors for hydrogen storage.

Int J Hydrogen Energ 2008;33(9):2254–9.

[9] Merritt A, Rajagopalan R, Foley HC. High performance nanoporous carbon membranes for air separation.

Carbon 2007;45(6):1267–78.

[10] Guha A, Lu WJ, Zawodzinski TA, Schiraldi DA. Surfacemodi?ed carbons as platinum catalyst support for

PEM fuel cells. Carbon 2007;45(7):1506–17.

[11] Teng H, Wang SC. Preparation of porous carbons from phenol-formaldehyde with chemical and physical

activation. Carbon 2000;38(6):817–24.

[12 ]Huang MC, Teng H. Urea impregnation to enhance porosity development of carbons prepared from phenol

formaldehyde resins. Carbon 2002;40(6):955–71.

[13] Wang LF, Lin S, Lin KF, Yin CY, Liang DS, Di Y, et al. A facile synthesis of highly ordered mesoporous

carbon monolith with mechanically stable mesostructure and superior conductivity from SBA-15 powder.

Micropor Mesopor Mat 2005;85(1–2):136–42.

[14] 梁大明. 中国煤质活性炭[M]. 北京：化学工业出版社，2008. 116-118.

[15] Kyotani T, Tsai L, Tomita A. Formation of ultrafine carbon tubes by using an anodic aluminum oxide film as

a template [J]. Chem Mater, 1995, 7: 1427-1428.

[16] Johnson S A, Bridgham E S, Ollivier P J, et al. Effect of micropore topology on the structure and properties of

zeolite polymer replicas [J]. Chem Mater, 1997, 9:2448-2458.

[17] Rodriguez-Mirasol J, Cordero T, Radovic L R, et al. Structural and textural properties of pyrolytic carbon

formed within a microporous zeolite template [J]. Chem Mater, 1998, 10:550-558.

[18] Ma Z X, Kyotani T, Tomita A. Preparation of a high surface area microporous carbon having the structural

regularity of Y zeolite [J]. Chem Commun, 2000, 2000: 2365-2366.

[19] Ma Z X, Kyotani T, Liu Z, et al. Very high surface area microporous carbon with a three-dimensional

nano-array structure: Synthesis and its molecular structure[J]. Chem Mater, 2001, 13: 4413-4415.

[20] Su, F B, Zou X S, Lv L, et al. Synthesis and characterization of microporous carbons templated by

ammonium-form zeolite Y [J]. Carbon, 2004, 42: 2821-2831.

[21] Gasrsuch A, Klepel O. Synthesis of ordered carbon replicas by suing y-zeolite as template in a batch reactor

[J]. Carbon, 2005, 43:2330-2337.

[22] Gaslain F O M, Parmentier J, Valtchev V P, et al. First zeolite carbon replica with a well resolved X-ray

diffraction pattern [J]. Chem Commun, 2006, 2006: 991-993.

[23] Wang A, Kang F, Huang Z, et al.Preparation of natural zeolite templated carbon and its nanopore formation

mechnaism [J]. Carbon, 2007, 45: 2323.

[24] Ania C O，Khomenko V，Raymundo-Pinero E, et al.The large electrochemical capacitance of microporous

doped carbon obtained by using a zeolite template [J]. Advanced Functional Materials, 2007, 17（11）: 1828-1836.

[25] Guan C, Wang, K，Yang, C，et al. Characterization of a zeolite-templated carbon for H2 storage application [J].

Microporous and Mesoporous Materials, 2009, 118（1-3）:503-507.

[26] Martínez A, Arribas M A，Derewinski M，et al.Enhanced sulfur resistance of bifunctional Pd/HZSM-5

catalyst comprising hierarchical carbon-templated zeolite [J]. Applied Catalysis A: General, 2010, 379（1-2）: 188-197.

[27] Kyotani T, Orikasa H, Nishihara H. Synthesis of nano-carbons by using the template method [J]. TANSO

2008( 235): 307-315 [in Japanese].

[28] J N ENDO, W OHIZUMI K，IGARASHI ，et al. Novel preparation method for the production of

mesoporous carbon fiber from a polymer blend [J]. Carbon, 1997, 35（7）: 1031-1033.

[29] Michio Inagaki. Pores in carbon materials-importance of their control [J]. New Carbon Materials, 2009, 24

（3）: 193-232.

[32] K. Kinoshita, Carbon,Wiley, New York, 1988, Chapter 4.

[33] R.C. Bansal, J.B. Donnet, F. Stoeckli, Active Carbon, Dekker, New York, 1988,

Chapters 1 and 3.

[34] I. Langmuir, The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica, and platinum, J. Am. Chem. Soc. 40

(1918) 1361.

[35] S. Brunauer, P.H. Emmett, E. Teller,Adsorption of gases inmultimolecular layers,J. Am. Chem. Soc. 60 (1938)

309.

[36] R.H.Mikhail, S. Brunauer, E.E. Bodor, Investigations of a complete pore structure analysis. I. Analysis of

micropores, J. Colloid Interface Sci. 26 (1968) 45.

[37] M.M. Dubinin, The potential theory of adsorption of gases and vapors for adsorbents with energetically

non-uniform surfaces, Chem. Rev. 60 (1960) 235.

[38] I. Abe, K. Hayashi,M. Kitagawa, T. Urahata, Adsorptivemechanismon activated carbon in the liquid phase-1.

Free energy for adsorption of organic compounds from aqueous solution on activated carbon, Bull. Chem.

Soc. Jpn. 52 (1979) 1899.

[39] Hashisho Z,Rood M,Botich L. Microwave-swing adsorption to capture and recover vapors from air streams

with activated carbon fiber cloth [J].Environ Sci Technol,2005,39:6851-6859.

[40] 李克兵,刘厚阳,郜豫川,等.回收甲醇尾气中有效组分的变压吸附新技术及其应用[J].天然气化

工,2004,29(3):31-35.

[41] Mei-Chiung Huang, Chia-Huei Chou, Hissheng Teng. Pore-Size Effects on Activated-Carbon Capacities for

V olatile Organic Compound Adsorption [J]. AIChE Journal, 2002,48（8）:1804-1810

[42] Haiqin Rong , Zhenyu Ryu , Jingtang Zheng，et al. Effect of air oxidation of Rayon-based activated carbon

?bers on the adsorption behavior for formaldehyde[J]. Carbon, 2002,40:2291-2300

[43] Yu-Chun Chiang , Pen-Chi Chiang , Chin-Pao Huang. Effects of pore structure and temperature on VOC

adsorption on activated carbon [J]. Carbon, 2000,39:523-534

[44] Rie Yamashita，Yukie Saito，Satoshi Sakuragawa. Molecular sieving behavior of carbonized wood: selective

adsorption of toluene from a gas mixture containing α-pinene[J]. The Japan Wood Research Society, 2009,55:446-452

[45] A Silvestre-Albero, J Silvestre-Albero , A Sepúlveda-Escribano，et al. Ethanol removal using activated carbon:

Effect of porous structureand surface chemistry [J]. Microporous and Mesoporous Materials, 2009,120:62-68 [46] S Villar-Rodil , A Martínez -Alonso, J A Pajares，et al. Following changes in the porous texture of

Nomex-derived activated carbon ?bres with the molecular probe technique [J]. Microporous and Mesoporous Materials, 2003,64:11-19

[47] Takuji Yamamoto, Sho Kataoka, Takao Ohmori. Characterization of carbon cryogel microspheres as

adsorbents for VOC [J]. Journal of Hazardous Materials, 2010,177:331-335

[48] C.H.Ao, S.C. Lee. Indoor air puri?cation by photocatalyst TiO2immobilizedon an activated carbon ?lter

installedin an air cleaner [J]. Chemical Engineering Science, 2005,60:103-109

[49] Lande M.K，Mandale A.B，Patil K.R，et al. Photocatalytic activity and characterization of sol-gel-derived

Cr(III)-doped TiO2-coated active carbon composites[J]. Philosophical Magazine, 2008,80（5）:767-779 [50] Ting Guo, Zhipeng Bai, Can Wu，et al. In?uence of relative humidity on the photocatalytic oxidation (PCO)

of toluene by TiO2loaded on activated carbon ?bers: PCO rate and intermediates accumulation [J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2008,79:171-178

[51] Johnson P J, Setsuda D J, Williams R S. Activated carbon for automotive applications [M].Burchell T D.

Carbon Materials for Aadvanced Technology. Amsterdam: Pergamon, 1999: 235-268.

[52] Morishita T, Ishihara K, Kato M, et al., Mesoporous carbons prepared from mixtures of magnesium citrate

with poly(vinyl alcohol) [J]. TANSO, 2007 (226):19-24 [in Japanese].

[53] Greering F，et al. Experience with Ozone Treatment of Water in Switzerland [A]．In：Andrews G F，

eds．Proceedings of 8th Ozone World Congress[C] Zurich：IOA，1987: 49-54

[54] PAC Bonn ，J A M H Hofman Long term capacity of biological activated carbon filtration for organics

remova1[J] JWater Supply，2002，2（1）:139-146

[55] 刘帅霞，汪蕊. 组合工艺控制有机物和消毒副产物的研究[J]. 环境科学与技术，2007，30（8）:88-89，

106.

[56] 陆少鸣，朱争亮，杨立.臭氧生物活性炭工艺处理含锰源水[J].中国给水排水，2004，20（6）:53-54.

[57] Kruk M，Jaroniec M，Bereznitski Y. Adsorption study ofporous structure development in carbon blacks[J]. J

Colloid and Interface Science, 1996，182（1）:282-288.

[58] 刘杰，何振坤，王绍棠.炭纤维生物膜的形成机制（Ⅰ）炭纤维表面特性对微生物固着化的影响[J]. 新

型炭材料，2002，17（3）:20-24.

[59] 何振坤，刘杰，王绍堂.炭纤维生物膜的形成机制（II）.炭纤维表面特性对微生物活性与增殖的影响[J].

新型炭材料,2003，18（1）:43-47.

[60] 尹艳娥，胡中华，生物活性炭纤维载体的筛选及总磷和锌的去除[J].环境科学与技术,2009，32（1）:40-44.

[61] 刘振宇,郑经堂,王茂章1ACF 的孔结构改性与表面控制[J].离子交换与吸附,1997 , (5) :455 - 460.

[62] Brasquet C，Roussy J，Subrenat E，et al. Adsorption of micropollutants onto fibrous activated carbon:

Association of ultrafiltration and fibers [J]. Water Science and Technology, 1996,34（9）: 215-222

[63] 许保玖,龙腾锐.当代给水与废水处理原理[M] .北京:高等教育出版社,2000.

[64] Amjad H El-Sheikh, Alan P Newman, Ha?d K Al-Daffaee，et al. Characterization of activated carbon

prepared from a single cultivar of Jordanian Olive stones by chemical and physicochemical techniques [J]. J.

Anal. Appl. Pyrolysis, 2004, 71: 151–164

[65] N Spahis, A Addounb，H Mahmoudi，et al. Purification of water by activated carbon prepared

from olive stones [J]. Desalination, 2008, 222: 519–527

[66] P.A. Gauden, E Szmechtig-Gauden, G Rychlicki，et al. Changes of the porous structure of activated carbons

applied in a ?lter bed pilot operation [J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2006, 295: 327–347 [67] XUX , SONG C , ANDRESEN J M , et al . Preparation and characterization of novel CO2“molecular

basket”adsorbent s based on polymer2modified mesoporous molecular sieve MCM-41 [ J ] . Microporous and Mesoporous Materials , 2003 , 62 : 29-45.

[68] 郭波,常丽萍,李春虎,等. 活性炭对CO和CO2的吸附行为研究[J ] .太原理工大学学报, 2006 ,

37(3) :338-341.

GUO Bo , CHAN G Li-ping , L I Chun2hu , et al . The adsorption of CO and CO2on activated carbon [J ] .Journal of Taiyuan University of Technology , 2006 ,37 (3) :338-341.

[69] 梅华, 陈道远, 姚虎卿. 变压吸附法脱碳用活性炭性能的实验研究[J] .南京工业大学学报, 2003, 25(6) :

20-24.

MEI Hua , CHEN Dao2yuan , Y AO Hu-qing. Experiment research for capability of active carbon used for removing carbon dioxide by PSA [ J ] . Journal of Nanjing University of Technology , 2003 , 6 (25) : 20-24.

[70] 张健, 张永春, 柏巍,等. 新型CO2-PSA吸附剂的性能研究[J] .低温与特气, 2002 ,20 (2) : 26-29.

ZHANG Jian , ZHANG Yong-chun, BAI Wei, et al .Novel adsorbent s for CO2-PSA and properties research [J ] . Low Temperature and Specialty Gases,2002 , 20 (2) : 26-29.

[71] 张双全, 马蓉, 朱文魁,等. 用于吸附分离CO2的活性炭的研究[J]. 中国矿业大学学报, 2004 ,

33(6) :683-686.

ZHAN G Shuang-quan , MA Rong , ZHU Wen-kui, et al . Research on activated carbon for separating CO2 by adsorption [J] .Journal of China University of Mining & Technology ,2004 , 33 (6) :683-686.

[72] 张健, 张永春, 柏巍, 等. 新型CO2-PSA 吸附剂的性能研究[J].低温与特气, 2002, 20 (2) : 26 - 29.

[73] V AL ER M M , ZHANG Y, GRA HITE E J, et al .Effect of porous st ructure and surface functionality on the

mercury capacity of a fly ash carbon and it s activated sample [J] . Fuel , 2005 , 84 : 105-108.

[74] 陆安慧, SCHMIDT W , SCHU TH F. 结构有序、双重孔隙中孔炭材料的合成与表征[J] . 新型炭材

料,2003 , 18 (3) : 181-185.

LU An-Hui , SCHMIDT W , SCHU TH F. Simplified novel synthesis of ordered mesoporous carbon with a

bimodal pore system [J] . New Carbon Materials ,2003 , 18 (3) : 181-185.

[75] 张文辉,李书荣,王岭. 金属化合物对煤岩显微组分所制活性炭吸附性能的影响[ J ] . 新型炭材

料,2005 , 20 (1) : 63-66.

ZHANG Wen2hui , L I Shu2rong , WANG Ling.Effect of metal oxides on the adsorption properties of activated carbons prepared f rom macerals [J ]. New Carbon Materials , 2005 , 20 (1) : 63-66.

[76] 解强,张香兰, 李兰廷, 等. 活性炭孔结构调节:理论、方法与实践[J] . 新型炭材料, 2005 , 20

(2) :183-190.

XIE Qiang , ZHAN G Xiang-lan , L I Lan-ting , et al .Porosity adjustment of activated carbon : theory , approaches and practice [J] . New Carbon Materials ,2005 , 20 (2) : 183-190.

[77] LOZANO2CASTELL D , CAZORLA2AMORS D ,L INARES2SOLANO A , et al . Influence of pore

structure and surface chemistry on electric double layer capacitance in non2aqueous elect rolyte [J] .Carbon , 2003 , 41 (10) : 765-775.

[78] 张双全, 罗雪岭, 郭哲,等. CO2吸附量与活性炭孔隙结构线性关系的研究[J]. 中国矿业大学学报, 2008 ,

37(4) :575-578,584.

[79] 张丽丹，王晓宁，韩春英，等. 活性炭吸附二氧化碳性能的研究[J].北京化工大学学报, 2007, 34 (1) :76

-80.

[80] 王重庆, 刘晓勤, 姚虎卿. 表面改性活性炭对CO2的吸附性能[J].南京化工大学学报, 2003, 22 (2) : 63

-65.

[81] PAPK S J , KIM K D. Adsorption behaviors of CO2 and NH3 on chemically surface-treated activated

carbons[J].Colloid and Interface Science, 1999(212):186-189.

[82] Gamby J，Taberna P L，Si mon P，et al . Studies and characterisations of various activated carbons used for

carbon / car2bon supercapacitors [J]. Journal of Power Sources，2001，101 (1) : 1092 116 .

[83] Conway, B. E. Electrochemical supercapacitors scientific fundamentals and technological applications[J].

New York: KluwerAcademic/Plenum Publishers, 1999

[84] Nishino A. Activated carbon fibers used in double layer capacitors [J]. Taoso, 1988, 132 (1) : 57 - 72 .

[85] Qu, D.; Shi, H. J. Power Sources, 1998, 74: 99

[86] Lozano-Castelló , D.; Cazorla-Amoró s, D.; Linares-Solano, A.;Shiraishi, S.; Kurihara, H.; Oya, A. Carbon,

2003, 41: 1765

[87] Gryglewicz, G.; Machnikowski, J.; Lorenc-Grabowska, E.; Lota,G.; Frackowiak, E. Electrochim. Acta, 2005,

50: 1197

[88] Zhuang, X. G.; Yang, Y. S.; Ji, Y. J.; Yang, D. P.; Tang, Z. Y.Acta Phys. -Chim. Sin., 2003, 19(8): 689 [庄新国,

杨裕生, 嵇友菊, 杨冬平, 唐致远. 物理化学学报, 2003, 19(8): 689]

[89] Nian, Y. R.; Teng, H. J. Electrochem. Soc., 2002, 149: 1008

[90] Park, S. J.; Jang, Y. S.; Shim, J. W.; Ryu, S. K. J. Colloid Interf.Sci., 2003, 260: 259

[91] Kim, C. H.; Pyun, S. I.; Shin, H. C. J. Electrochem. Soc., 2002,149: A93

[92] Nakamura, M.; Nakanishi, M.; Yamamoto, K. J. Power Sources,1996, 60: 225

[93] Perrin A, Celzard A, Albiniak A. NaOH activation of anthracites : effect of hydroxide content on pore textures

and methane storage ability [J]. Microporous and Mesoporous Materials, 2005, 81 (1) : 31 - 40

[94] 张传祥, 张睿, 成果,等.煤基活性炭电极材料的制备及电化学性能[J]. 煤炭学报, 2009, 34 (2) : 252 - 256

[95] 时志强,王成扬,杜嬛,等. 酚醛树脂基微孔炭的制备及双电层电容特性[J]. 天津大学学报, 2007, 40 (8) :

911 - 915

[96] Yoshida, A.; Tanahashi, I.; Nishino, A. Carbon, 1990, 28: 611

[97] Frackowiak, E.; Metenier, K.; Bertagna, V. Appl. Phys. Lett., 2000,77: 2421

[98] Jurewicz, K.; Bable, K.; Zió koski, A.; Wachowska, H. Electrochim.Acta, 2003, 48: 1491

[99] Hu, C. C.; Su, J. H.; Wen, T. C. J. Phys. Chem. Solids, 2007, 68: 2353

[100] J.P. Tu，C.X. Jiang，S.Y. Guo，M.F. Fu，Mater. Sci. Eng. 2005，A 398:241

[101] Kijima M，Tanimoto H，Shirakawa H. Poly(arylenebutadiynylene)s as high-yield carbonaceous precursor Polymers [J]. Synth Met，2001，119: 353-354.

[102] Kijima M，Tanimoto H，Shirakawa H，et al. Poly(phenylenebutadiynylene)s as an efficient carbonizing precursor[J]. Carbon，2001，39: 297-300.

[103] Ozaki J，Endo N，Ohizumi W，et al.，Novel preparation method for the production of mesoporous carbon fiber from a polymer blend [J]. Carbon，1997，35: 1031-1033.

[104] Sandou T，Ozaki J，Oya A. Preparation of nanocarbons using polymer blend technique [J]. TANSO，2008(234):244-250.

[105] Hulicova D，Sato F，Okabe K，et al. An attempt to prepare carbon nanotubes by the spinning of microcapsules[J]. Carbon，2001，39: 1438-1442.

[106] Hulicova D，Hosoi K，Kuroda S，et al.，Carbon nanotubes prepared by spinning and carbonizing fine core-shell polymer microspheres [J]. Adv Mater，2002，14: 452-455.

[107] H.R. Aryal，S. Adhikari，D.C. Ghimire，G. Kalita，M. Umeno，Diamond Relat. Mater. 2008，17:680 [108] L.H. Kao，T.C. Hsu，Mater. Lett. 2008，62:695.

[109] Yablonovitch E. [J]. Phys. Rev. Lett，1987，58 (20): 2059–2062

[110] Velev O D，Kaler E W. [J]. Adv. Mater，2000，12 (7): 531–534

[111] N Thongprachana，K Nakagawab，N Sanoc，et al. Behaviour of activated carbons with different pore size distributions and surface oxygen groups for benzene and toluene adsorption at low concentration[J].

Carbon ，2005，43 :1758–1767

[112] Xue Bai，Zhengfang Ye ，Yanfeng Li，et al. Preparation and characterization of a novel macroporous immobilized micro-organism carrier [J]. Biochemical Engineering Journal ，2010，49 :264–270

[113] K.Y.A. Wu，K.D. Wisecarver，Cell immobilization using PVA cross-linked withboric-acid，Biotechnol.

Bioeng. 1992，39 : 447–449.

[114] S. Hashimoto，K. Furukawa，Immobilization of activated-sludge by PVA boricacid method，Biotechnol.

Bioeng. 1987，30: 52–59.

[115] O. Ariga，H. Takagi，H. Nishizawa，Y. Sano，Immobilization of microorganisms with PVA hardened by iterative freezing and thawing，J. Ferment. Technol. 1987，65:651–658.

[116] H.Myoga，H.Asano，Y.Nomura，H. Yoshida，Effects of immobilization conditions on the nitri?cation treatability of entrapped cell reactors using the PVA freezing method，Water Sci. Technol. 1991，23:1117–1124.

[117] M Olivares-Marín，V Del Prete，E Garcia-Moruno，et al. The development of an activated carbon from cherry stones and its use in the removal of ochratoxin A from red wine [J]. Food Control，2009，20 :298–303 [118] J Pastor-Villegas ，C J Duran-Valle. Pore structure of activated carbons prepared by carbon dioxide and steam activation at different temperatures from extracted rockrose [J]. Carbon，2002，40 :297–402 [119] Leire Zubizarreta，Ana Arenillas ，Jean-Paul Pirard，et al. Tailoring the textural properties of activated carbon xerogels by chemical activation with KOH [J]. Microporous and Mesoporous Materials，2008，115 : 480–490

[120] P J M Carrott，P A M Mour?o，M M L，et al. Controlling the micropore size of activated carbons for the treatment of fuels and combustion gases [J]. Applied Surface Science，2006，252 : 5953–5956

[121] Peng-Xiang Hou，Hironori Orikasa，Hiroyuki Itoi，et al. Densi?cation of ordered microporous carbons and

controlling their micropore size by hot-pressing[J]. Carbon，2007，45: 2011–2016

[122] Ma ZX，Kyotani T，Tomita A. Preparation of a high surface area microporous carbon having the structural regularity of Y zeolite[J]. Chem Commun，2000:2365–6.

[123] Ma ZX，Kyotani T，Liu Z，Terasaki O，Tomita A. Very high surface area microporous carbon with a three-dimensional nano-array structure: synthesis and its molecular structure[J]. Chem Mater，2001;13(12):4413–5.

[124] Ma ZX，Kyotani T，Tomita A. Synthesis methods for preparing microporous carbons with a structural regularity of zeolite Y[J]. Carbon，2002;40(13):2367–74.

[125] Hou PX，Yamazaki T，Orikasa H，Kyotani T. An easy method for the synthesis of ordered microporous carbons by the template technique[J].Carbon，2005;43(12):2624–7.

[126] Matsuoka K，Yamagishi Y，Yamazaki T，Setoyama N，Tomita A，Kyotani T. Extremely high microporosity and sharp pore size distribution of a large surface area carbon prepared in the nanochannels of zeolite Y[J]. Carbon ，2005;43(4):876–9.

[127] Lozano-Castelló D，Alcaňiz-Monge J，de la Casa-Lillo MA，Cazorla-Amorós D，Linares-Solano A.

Advances in the study of methane storage in porous carbonaceous materials[J]. Fuel，2002;81(14): 1777–803.

[128] Rzepka M，Lamp P，de la Casa-Lillo MA. Physisorption of hydrogen on microporous carbon and carbon nanotubes[J]. J Phys Chem B，1998;102(52):10894–8.

[129] Jordá-Beneyto M，Suárez-García F，Lozano-CastellóD，Cazorla-Amorós D，Linares-Solano A.

Hydrogen storage on chemically activated carbons and carbon nanomaterials at high pressures[J]. Carbon，2007;45(2):293–303.

[130] Frackowiak E，Be ′guin F. Carbon materials for the electrochemical storage of energy in capacitors[J].

Carbon，2001;39(6):937–50.

[131] H. Nakagawa，K. Watanabe，Y. Harada. Control of micropore formation in the carbonized ion exchangeresin by utilizing pillar effect[J]. Carbon，1999;37:1455–1461.

活性炭吸附箱工作原理及参数

活性炭吸附箱工作原理及 参数 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

活性炭吸附箱工作原理及参数 一、活性炭吸附箱简介 活性炭是一种很细小的炭粒,有很大的表面积,而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管.这种毛细管具有很强的吸附能力,由于炭粒的表面积很大,所以能与气体(杂质)充分接触,当这些气体(杂质)碰到毛细管就被吸附,起净化作用。活性炭吸附的实质是利用活性炭吸附的特性把低浓度大风量废气中的有机溶剂吸附到活性炭中。活性炭吸附法主要用于低浓度气态污染物的脱除。 二、活性炭吸附箱原理 当废气由风机提供动力，负压进入吸附箱后进入活性炭吸附层，由于活性炭吸附剂表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当活性炭吸附剂的表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在活性炭表面，此现象称为吸附。利用活性炭吸附剂表面的吸附能力，使废气与大表面的多孔性活性炭吸附剂相接触，废气中的污染物被吸附在活性炭表面上，使其与气体混合物分离，净化后的气体高空排放。活性炭吸附箱是一种干式废气处理设备，由箱体和填装在箱体内的吸附单元组成。三、活性炭吸附箱的使用范围 活性炭吸附箱主要用于大风量低浓度的有机废气处理；活性炭吸附剂可处理净化多种有机和无机污染物：苯类、酮类、醇类、醚类、烷类及其混合类有机废气、酸性废气、碱性废气；主要用于制药、冶炼、化工、机械、电子、电器、涂装、制鞋、橡胶、塑料、印刷及环保脱硫、除臭和各种工业生产车间产生的有害废气的净化处理。 四、性能特点 1、吸附效率高,能力强； 2、能够同时处理多种混合有机废气；净化效率≥95%； 3、设备构造紧凑，占地面积小，维护管理简单，运转成本低廉； 4、采用自动化控制运转设计，操作简易、安全； 5、全密闭型，室内外皆可使用。 五、设备的选用 吸附塔从性能上分：高效型、标准型和经济型。 吸附塔从材质上分：PVC、FRP/PVC、镀锌钢板和304不锈钢。

影响活性炭吸附性能的因素.

影响活性炭吸附性能的因素 在水处理中,活性炭对水中有机物的吸附量与很多因素有关,去除率在 20%~80%之间, 。 1 . 活性炭的结构及特性 活性炭的孔径、空容分布及比表面积影响吸附容量。因活性炭吸附有机物主要在微孔中进行, 微孔所占空容和表面积的比例愈大,吸附容量愈大。 由于活性炭表面带微弱的电荷, 水中极性溶质竞争活性炭表面的活性位置, 导致活性炭对非极性溶质的吸附量降低,而对某些金属离子产生离子交换吸附或络合反应。 2 . 被吸附有机物的性质 a. 分子结构和表面张力 芳香族有机物比脂肪族有机物更易被活性炭吸附; 越是能降低溶液表面张力的有机物越容易被活性炭吸附。 b. 有机物的分子量 一般水中有机物的分子量增加, 吸附量也增加。但也有出现随分子量的增大, 吸附速度降低的现象。当活性炭微孔大小为有机物分子的 3~6时能够有效地吸附,由于分子筛的作用而使扩散阻力增加,吸附速度就降低。 c. 有机物的溶解度 活性炭在本质上是一种疏水性物质, 因此被吸附有机物的疏水性愈强愈易被吸附。因此, 在水中溶解度愈小的有机物愈易被活性炭吸附。 3 . 影响活性炭吸附的因素 a. 水中有机物的浓度

大多数的有机物在浓度和吸附量之间存在特定的关系, 而且一般是浓度增加吸附量按指数关系增加。 b. 温度和共存物质 活性炭对水中有机物的吸附, 温度的影响可以忽略不计。一般天然水中存在的无机离子对活性炭吸附有机物也几乎没有影响。但汞、铬、铁等金属离子含量较高时,则可能因为在活性炭表面起化学反应并生成沉淀、积累在炭粒内,使活性炭的孔径变小,影响活性炭的吸附效果。 c. 接触时间 因为吸附是液相中的吸附质向固相表面的一个转移过程, 所以吸附质与吸附剂之间需要一定的接触时间,才能使吸附剂发挥最大的吸附能力。在水处理量一定的情况下,增加接触时间,意味着增加水处理设备或增大水处理设备, 而且接触时间太长时, 吸附量的增加并不明显。因此, 一般设计时接触时间约 20~30分钟。 d. pH值 在多数情况下, 先把水的 pH 值降低到 2~3, 然后再进行活性炭吸附往往可以提高有机物的去除率。这是因为水中的有机酸在低 pH 值下电离的比例较小, 为活性炭提供了容易吸附的条件。

活性炭吸附塔技术

活性炭吸附塔是处理有机废气、臭味处理效果最好的净化设备。活性炭吸附是有效的去除水的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等的措施。大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代炔等能牢固地吸附在活性炭表面上或空隙中，并对腐殖质、合成有机物和低分子量有机物有明显的去除效果.活性炭吸附作为深度净化工艺，经常用于废水的末级处理，也可用于长产用水、生活用水的纯化处理。当粉尘和颗粒物比较多时，活性炭吸附装置可同时和水帘机和水喷淋塔和UV等离子一起使用，达到废气净化达标排放。 工作原理 活性炭吸附装置主要由活性炭层和承托层组成。活性炭具有发达废气处理粉尘处理噪音处理

的空隙，比表面积大，具有很高的吸附能力。正是由于活性炭的这种特性，它在水的深度处理中被广泛应用，如生活给水，污水后段的（净水）深度处理等。 含尘气体由风机提供动力，正压或负压进入塔体，由于活性炭固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，污染物质从而被吸附，废气经过滤器后，进入设备排尘系统，净化气体高空达标排放。 1.吸附效率高，吸附容量大，适用面广 2.维护方便，无技术要求 3.比表面积大，良好的选择性吸附 4.活性炭具有来源广泛价格低廉等特点 5.吸附效率高,能力强 6.操作简易、安全 活性炭使用一段时间后，吸附了大量的吸附质，逐步趋向饱和，丧失了工作能力，严重时将穿透滤层，因此应进行活性炭的再生或更换。 鹤壁市隆盛环保矿山设备有限公司(以下简称“隆盛环保”）于2011年11月成立，企业类型为有限责任公司，注册资金1200万元，公司注册地址：鹤壁市淇滨区金山工业园区创业路路南。隆盛环保是废气处理粉尘处理噪音处理

影响活性炭吸附性能的因素

影响活性炭吸附性能的因素 在水处理中，活性炭对水中有机物的吸附量与很多因素有关，去除率在20%～80%之间，。 1 .活性炭的结构及特性 活性炭的孔径、空容分布及比表面积影响吸附容量。因活性炭吸附有机物主要在微孔中进行，微孔所占空容和表面积的比例愈大，吸附容量愈大。 由于活性炭表面带微弱的电荷，水中极性溶质竞争活性炭表面的活性位置，导致活性炭对非极性溶质的吸附量降低，而对某些金属离子产生离子交换吸附或络合反应。 2 .被吸附有机物的性质 a.分子结构和表面张力 芳香族有机物比脂肪族有机物更易被活性炭吸附；越是能降低溶液表面张力的有机物越容易被活性炭吸附。 b.有机物的分子量 一般水中有机物的分子量增加，吸附量也增加。但也有出现随分子量的增大，吸附速度降低的现象。当活性炭微孔大小为有机物分子的3～6时能够有效地吸附，由于分子筛的作用而使扩散阻力增加，吸附速度就降低。 c.有机物的溶解度 活性炭在本质上是一种疏水性物质，因此被吸附有机物的疏水性愈强愈易被吸附。因此，在水中溶解度愈小的有机物愈易被活性炭吸附。 3 .影响活性炭吸附的因素 a.水中有机物的浓度 大多数的有机物在浓度和吸附量之间存在特定的关系，而且一般是浓度增加吸附量按指数关系增加。

b.温度和共存物质 活性炭对水中有机物的吸附，温度的影响可以忽略不计。一般天然水中存在的无机离子对活性炭吸附有机物也几乎没有影响。但汞、铬、铁等金属离子含量较高时，则可能因为在活性炭表面起化学反应并生成沉淀、积累在炭粒内，使活性炭的孔径变小，影响活性炭的吸附效果。 c.接触时间 因为吸附是液相中的吸附质向固相表面的一个转移过程，所以吸附质与吸附剂之间需要一定的接触时间，才能使吸附剂发挥最大的吸附能力。在水处理量一定的情况下，增加接触时间，意味着增加水处理设备或增大水处理设备，而且接触时间太长时，吸附量的增加并不明显。因此，一般设计时接触时间约20～30分钟。 d. pH值 在多数情况下，先把水的pH值降低到2～3，然后再进行活性炭吸附往往可以提高有机物的去除率。这是因为水中的有机酸在低pH值下电离的比例较小，为活性炭提供了容易吸附的条件。

活性炭活化原理

活性炭的活化机理及应用 材研1407 朱明2014200483 活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用植物原料(木屑、木炭、果壳、果核)、煤 和其它含碳工业废料作原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。根据活化介质的不同，活性炭活化方法分 为物理活化法、化学活化法和物理—化学复合活化法。物理活化水蒸汽、二氧化碳、空气 或它们的混合气体对环境污染小，因其依靠氧化碳原子形成孔隙结构，活化温度较高且活 性炭得率低。化学活化法活性炭得率较高，孔隙发达，吸附性能好。但此法对设备腐蚀性大，环境污染严重。热解能量循环利用困难。而且活性炭中残留化学药品．在应用方面受 到限制。 一．活性炭的活化机理 1.物理活化法 物理活化法一般分两步进行，先将原料在500℃左右炭化，再用水蒸汽或CO2 等气体在高温下进行活化。高温下，水蒸汽及二氧化碳都是温和的氧化剂，碳材料内部C原子与活化剂结合并以CO+H 2或CO的形式逸出，形成孔隙结构。物理活化法所需的活化温度一般较化学活化法高，而且活化所需的时间也更长，因此耗能比较大，成本高。尽管有这些缺点，物理活化法在实际生产中的应用仍然十分广泛，原因在于其制得的活性炭无需过多 的后处理步骤，不像化学活化法制得的活性炭需要除去残留的活化剂。 将炭化材料在高温下用水蒸气、二氧化碳或空气等氧化性气体与炭材料发生反应，使炭材料中无序炭部分氧化刻蚀成孔，在材料内部形成发达的微孔结构。炭化温度一般在600℃，活化温度一般在800℃∽900℃。其主要化学反应式如下： C+2H2O 2H2+CO2 △H=18kcal C+H2O H2+CO △H=31kcal CO2+C 2CO △H=41kcal 上述三个化学反应均是吸热反应，即随着活化反应的进行，活化炉的活化反应区域温度将逐步下降，如果活化区域的温度低于800℃，上述活化反应就不能正常进行，所以在活化炉的活化反应区域需要同时通入部分空气与活化产生的煤气燃烧补充热量，或通过补充外加热源，以保证活化炉活化反应区域的活化温度。 活化反应属于气固相系统的多相反应，活化过程中包括物理和化学两个过程，整个过程包括气相中的活化剂向炭化料外表面的扩散、活化剂向炭化料内表面的扩散、活化剂被炭化料内外表面所吸附、炭化料表面发生气化反应生成中间产物（表面络合物）、中间产物分解

活性炭吸附塔_计算书

科文环境科技有限公司 计算书 工程名称: 活性炭吸附塔 2016 年 5 月13 日

活性炭吸附塔 1、设计风量：Q＝20000m3/h＝5.56m3/s 。 2、参数设计要求： ①管道风速：V1＝10~20m/s， ②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V2＝0.8~1.2m/s ， ③过滤风速：V3＝0.2~0.6m/s ， ④过滤停留时间：T1＝0.2~2s ， ⑤碳层厚度：h＝0.2~0.5m ， ⑥碳层间距：0.3~0.5m 。活性炭颗粒性质： 平均直径d p =0.003m，表观密度ρs =670kg/ m3，堆积密度ρ B =470 kg/ m3 孔隙率0.5~0.75 ，取0.75 3、（1）管道直径d取0.8m，则管道截面积A1=0.50m2 则管道流速 V1=5.56÷0.50=11.12m/s ，满足设计要求。 （2）取炭体宽度B=2.2m，塔体高度H=2.5m， 则空塔风速V2=5.56÷2.2 ÷2.5=1.01m/s ，满足设计要求。 （3）炭层长度L1取4.3 m，2 层炭体， 则过滤风速V3=5.56÷2.2÷4.3÷2÷0.75=0.392m/s ，满足设计要求4）取炭层厚度为0.35m，炭层间距取0.5m， 则过滤停留时间T1=0.35 ÷0.392=0.89s ，满足设计要求 5）塔体进出口与炭层距离取0.1m，则塔体主体长度L'=4.3+0.2=4.5m 则塔体长度L=4.5+0.73 ×2=5.96m 4 、考虑安装的实际情况：塔体尺寸L×B×H＝6m×2.2m×2.5m =0.73m 两端缩口长0.8 2

活性炭孔结构对吸附性能影响的研究进展

碳材料孔控制研究进展 简要说明炭材料孔的形成、分类和描述，之后评述了控制碳材料孔结构技术的的重要性。评述了四种碳材料成孔机理和多种孔描述技术的优略，然后从VOC处理及回收利用、水净化、汽车尾气处理、CO2的可逆不可逆吸附和电极材料5个方面来说明在碳材料中孔结构控制的重要性。最后介绍了孔结构控制技术，包括大孔控制、中孔控制、微孔控制。Abstract: Techniques for controlling the pore structure and its importance in carbon materials are reviewed after a brief explanation on formation mechanism and classification and characterization of pores. The understanding of four kinds of pore-forming processes are reviewed and then five application areas are presented to show the importance of pore structure control in carbon materials, which included VOC treatment and recycling，Water purification，gasoline vapor adsorption, CO2 capture, and carbon electrodes for electric double layer capacitors. Pore structure control techniques are shown, including the macroporous control, mesoporous control and micropore control. 活性炭是一种具有丰富内部孔隙结构、高空隙率和较高比表面积的六方晶格型碳。因活性炭性价比高、化学稳定性好[1]、吸附性能优良、热稳定性好及便于再生利用和相当的硬度等优点而成为吸附技术中首选的吸附剂材料。活性炭广泛应用于食品、医药、电池、催化、电能储存、黄金提取和多成份有机气体分离[2]等，。对环境安全和污染控制关注的提高为活性炭吸附的应用开辟了新的领域，在很多化工厂，如印刷，涂料，纺织印染，聚合物加工等。活性炭孔隙分布规律性差，活性炭工业制作无法实现控制孔径大小及分布，当今科学、工程和技术一个特殊的应用需要一个特殊的孔结构[3–6]，有文献报道，当孔隙大小为吸附分子的2～4倍时最有利于吸附，可以根据吸附质分子选择吸附性能最好的活性炭，但一般活性炭的孔径并不均一，选择性吸附效果差。因此，精确控制活性炭的孔结构在不同应用领域有很强的需求。常规活性炭主要包含小孔，小孔也被IUPAC定义为微孔，即使他们只有纳米级尺寸（小于2nm），也已经吸引了注意和努力在孔尺寸和数量的控制。在最近的一些应用上即使较大的孔，被称为中孔（2～50nm）和大孔（大于50nm）都对活性炭的功能应用起作用，例如中孔在催化、净化、能源储存和碳化硅结构陶瓷制备等[3–13]，大孔在重油吸附上的应用等。并且，孔的数量和尺寸、同种尺寸和形态孔也需要控制。 为满足特殊应用的特殊需求，相关学者提出很多方法和技术用于创造拥有特定孔结构的活性炭材料，控制孔的尺寸和数量。这些技术措施可分为一下三种：一是选择特殊原料实现活性炭特殊孔隙结构及孔尺寸，二是通过活性炭制作过程控制孔的尺寸和数量，形成特殊孔隙结构。三是对制作完成的活性炭用修饰或填充等措施改变活性炭原有性质实现控制孔隙结构、孔的尺寸和数量孔。这些提出的工程和技术工艺似乎可以满足在孔结构方面的需求，但是这些技术应用于工业生产还需要一些突破。 1 孔的形成机理及分类

影响活性炭吸附能力的三大主要因素

活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂，影响活性炭吸附能力的因素也较多。活性炭吸附能力的影响因素主要有以下三点： 一、活性炭的性质 由于吸附现象发生在吸附剂表面上，所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一，比表面积越大，吸附性能越好;活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素;此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电荷，也影响吸附的效果。 二、吸附质(溶质或污染物)的性质 同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。 (一)溶解度 对同一族物质的溶解度随链的加长而降低，而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附。 (三)极性 活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂，对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。 (四)吸附物的浓度 吸附质的浓度在一定范围时，随着浓度增高，吸附容量增大。因此吸附质(溶质)的浓度变化，活性炭对该种吸附质(溶质)的吸附容量也变化。 三、溶液pH 由于活性炭能吸附水中氢、氧离子，因此影响对其他离子的吸附。活性炭从水中吸附有机污染物质的效果，一般随溶液pH值的增加而降低，pH值高于9.0时，不易吸附，pH值越低时效果越好。在实际应用中，通过试验确定最佳pH值范围。 水处理分为上水处理和下水处理：

上水通常指生活用水、工业用水、纯水等经过人工处理后使用的水；下水通常指生活污染水、工业污水等。1.上水的活性炭处理：20世纪末我国有些水厂开始应用臭氧与活性炭滤池联合使用的生物活性炭法。实践表明，有如下作用： 能去除水中容解的有机物；能降低UV的吸收值，降低水中总有机碳（total otganic carbon,TOC)、化学需氧量及氯的含量；能将低进水中三卤甲烷前体；对色度、铁、锰、酚有去除效果；能使致实验为阳 性的水分显阴性。韩研活性炭采用先进的水质深度处理技术，结合城市自来水使用分配的实际情况，将椰壳活性炭投入小型、高效，且能去除致癌、致突变、致畸等污染物的净化装置，以自来水为原料作更深度的加工，保证饮用水的高质量。这样既确保了居民的健康，又在居民经济承受范围之内。2.下水活性炭处理：1953年发生在日本的水俣病事件，就是含甲基汞工业废气污染水体，使水俣湾打批居民发生神经性中毒的公害大事。韩研活性炭上引入聚硫脲有利于提高对汞吸附能力。该活性炭对汞的吸附能力最佳。含二氯乙烷的废水可以用活性炭柱吸附，饱和后用蒸汽再生，蒸汽冷凝后分成去水，常可定量地回收二氯甲烷。 xx公司相关产品介绍： 水处理活性炭系列介绍 污水处理粉末活性炭http: 煤质污水处理活性炭http: 果壳净水活性炭http:

活性炭吸附塔-计算书

精心整理 活性炭吸附塔计算书 活性炭吸附塔 1、设计风量：Q＝20000m3/h＝5.56m3/s。 2、参数设计要求： ①管道风速：V1＝10~20m/s， ②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V2＝0.8~1.2m/s， 3、（1 （2 （3 （4 （5 ? ? ?? 则塔体长度L=4.5+0.73×2=5.96m 4、考虑安装的实际情况：塔体尺寸L×B×H＝6m×2.2m×2.5m 活性炭吸附塔 1、设计风量：Q＝20000m3/h＝5.56m3/s。 2、参数设计要求： ①管道风速：V1＝10~20m/s，

②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V 2＝0.8~1.2m/s ， ③过滤风速：V 3＝0.2~0.6m/s ， ④过滤停留时间：T 1＝0.2~2s ， ⑤碳层厚度：h ＝0.2~0.5m ， ⑥碳层间距：0.3~0.5m 。 活性炭颗粒性质： 平均直径d p =0.003m ，表观密度ρs =670kg/3m ，堆积密度ρB =470kg/3m 3、（12 （2（3 X=aSLρb a S L V=Wd CQt 式中：C―Q―t―W―V=sp v =1000 =20m 污染物每小时的排放量：（取污染物100mg/m 3） ρ0＝100×20000×106-＝2.0kg/h 假设吸附塔吸附效率为90%，则达标排放时需要吸附总的污染物的量为： 2.0×90%＝1.8kg/h t ＝CQ VWd ×109-＝910200001008.0%1020????＝800h 则在吸附作用时间内的吸附量：

X=1.8×800＝1440㎏ 根据X=aSL b ρ得： L ＝ b aS X ρ 根据活性炭的吸附能力，设静活度为16kg 甲苯/100kg 活性炭 所以，L ＝470 5.51 6.01440??＝3.48m 吸附剂的用量M ： M=LSρb V V '1、2、L （1ρd 为风管直径，m 。 （2）摩擦阻力系数λ，按下式计算： 式中：K 为风管内壁的绝对粗糙度，m ，取0.15×10-3m 。 Re 为雷诺数，νVd Re =，ν为运动黏度，m 2/s ，取ν=15.06×10-6m 2/s 。 （下列近似公式适用于内壁绝对粗糙度K=0.15×10-3m 的钢板风管： λ=0.0175d -0.21V -0.075 m p ?=1.05×10-2d -1.21V 1.925）

活性炭吸附塔-计算书

科文环境科技有限公司计算书 工程名称: 活性炭吸附塔 : 工程代号 艺业: 工专 : 算计 : 对校 : 审核

2016年5月13日 活性炭吸附塔33 /s5.56m1、设计风量：Q＝20000m。/h＝2、参数设计要求：V ＝10~20m/s，①管道风速：1，＝0.8~1.2m/sV②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：2，＝0.2~0.6m/s③过滤风速：V3，＝0.2~2s④过滤停留时间：T1，＝0.2~0.5m⑤碳层厚度：h 。⑥碳层间距：0.3~0.5m 活性炭颗粒性质：33mm，堆积密度ρ=470 kg/ 平均直径d=0.003m，表观密度ρ=670kg/ B s p 0.75 0.5~0.75，取孔隙率2 0.8m）管道直径d取，则管道截面积A=0.50m3、（11，满足设计要求。则管道流速V=5.56÷0.50=11.12m/s 1，2）取炭体宽度 B=2.2m，塔体高度H=2.5m （V=5.56÷2.2÷2.5=1.01m/s，满足设计要求。 则空塔风速2 m，2层炭体，3 （）炭层长度L取4.31，满足设计要求。2÷0.75=0.392m/s则过滤风速V=5.56÷2.2÷4.3÷3 0.5m，，炭层间距取（4）取炭层厚度为0.35m 0.392=0.89s，满足设计要求。则过滤停留时间T=0.35÷1 L'=4.3+0.2=4.5m （5）塔体进出口与炭层距离取0.1m，则塔体主体长度????22223d3H2.25?2.B0.8?????= 两端缩口长L”= =0.73m -- ????323222????则塔体长度L=4.5+0.73×2=5.96m 4、考虑安装的实际情况：塔体尺寸L×B×H＝6m×2.2m×2.5m 活性炭吸附塔 33/s。5.56m20000m /h＝1、设计风量：Q＝2、参数设计要求： ①管道风速：V＝10~20m/s，1②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V＝0.8~1.2m/s，2③过滤风速：V＝0.2~0.6m/s，3④过滤停留时间：T＝0.2~2s，1⑤碳层厚度：h＝0.2~0.5m， ⑥碳层间距：0.3~0.5m。 活性炭颗粒性质： 33mm，堆积密度d=0.003m，表观密度ρ=670kg/ρ=470 kg/平均直径p B s 2 =0.50m0.8m，则管道截面积A、（1）管道直径d取31则管道流速V=5.56

孔结构分析新方法

孔结构分析方法 氦流法氦流法源自Feldman对水化波特兰水泥多孔体系由于界面层水和物理吸附水的迁移而发生的固相变化的追踪研究。氦气可以渗入那些原先被水占据的空间，而渗透占据体积可由单质气体法则判定。氦气的渗透程度随时间而变化，并且在48小时后基本完成。被移走的水的密度可以通过质量变化以及根据氦气渗入C-S-H凝胶空区量判断得到的体积计算得到。由C-S-H凝胶组成的固体表层的变化、吸附水以及界面层水的变化也可以通过测量固体体积由于迁移水的增量（可通过氦气渗入结构中的相对位移测出）而产生的瞬时变化得到。该技术亦可用于研究水化波特兰水泥在干湿交替作用下的孔隙结构变化。 溶剂取代技术溶剂取代技术被大量学者广泛应用。有些学者利用有机溶剂阻断水泥的水化。也有用其做缓凝剂或者是研究新拌混凝土的流变性能。 有机溶剂（例如苯、丙醇、乙醇、甲醇和异丙醇）在孔结构分析上具有许多优势。例如，有机溶剂的表面张力通常比其他的液体（如水）低很多。已有很多学者利用有机溶剂来取代水泥浆孔中的水作为一种预处理手段以减小在干燥期间引起的孔结构破坏。研究显示，已经取代了孔中水的溶剂在其迁移后减小了体系中的应力，并且至少在一定程度上保持了材料较优的孔隙结构。 另一方面，绝大多数有机溶剂的比重相对水而言小很多。基于其较小的密度，有机溶剂趋向于在相互扩散过程中取代水化水泥浆体中孔溶液。近年来，许多学者利用有机溶剂改性了多种水泥的扩散渗透性能。有机溶剂扩散渗透测试方法也被用于研究材料在干湿交替作用后孔结构的变化。 后面将简述有机溶剂用于孔结构测试的适用性。并且对溶剂取代法用于水泥基材料渗透性能测试将进行讨论。同时也将讨论溶剂取代法在对干缩引起孔研究的应用。溶剂取代法作为一种孔径分布（压汞法测量）的预处理手段，其实际效果也将在后面介绍。 但是，在另外一方面，溶剂取代法依旧还存在很多的问题要研究。比如有机溶剂可能会和水泥基材料发生物理或者化学反应，有些溶剂存在对孔的选择吸附性，并且在用有机溶剂与处理后想要完全将其再除去将很难。因而合适的有机溶剂的选择显得非常重要。 核磁共振法研究表明核磁共振技术对于限制在一定几何空间中的水能够很好地表征

活性炭吸附塔操作说明

活性炭吸附塔 操 作 资 料 宁夏宇成蓝天环保输送设备有限公司 地址：宁夏银川市望远工业园区望银路 电话：0951-*******手机：187******** 目录

一、产品概述 (1) 1、设备工作原理 (1) 2、产品特点 (1) 3、技术参数 (2) 二、安装选型及要求 (3) 1、设备选型 (3) 2、安装要求 (3) 3、技术要求 (4) 三、设备的技术参数 (4) 四、设备操作说明 (5) 1系统开启 (5) 2系统关闭 (5) 五、故障原因与排除 (6) 六、设备保养事项 (7) 1、活性碳塔的压损增大的原因分析： (7) 2、活性碳及过滤网的更换 (7) 3、活性碳塔内的清理 (8) 六、安全注意事项 (8)

一、产品概述 活性炭过滤器又称之为活性炭除臭装置、活性炭吸附过滤器；活性炭过滤器是我公司生产的一种废气过滤吸附异味的环保设备装置，活性炭具有吸附效率高、适用面广、维护方便、能同时处理多种混合废气等优点，活性炭过滤器用于电子原件生产、电池（电瓶）生产、酸洗作业、实验室排风、冶金、化工、医药、涂装、食品、酿造等废气处理净化，其中在喷漆废气处理中应用最为广泛。 1、设备工作原理 有机废气气体由风机提供动力，正压或负压进入活性炭过滤器塔体，由于活性炭固体表面存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，污染物质从而被吸附，废气经过滤器后，进入设备排尘系统，净化气体高空达标排放。 2、产品特点 活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸状的无定形具有多孔的炭。主要成分为炭，还含有少量氧、氢、硫、氮、氯。也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层不规则堆积。具有较大的表面积（500~1000m^3/克）。有很强的吸附能力，能在它的表面上吸附气体，液体或胶态固体。对于气、液的吸附可接近于活性炭本身的质量。 活性炭其吸附作用是具有选择性，非极性物质比极性物质更易于吸附。在同一系列物质中，沸点高的物质越容易被吸附，压越大、温度越低、浓度越高、吸附量越大；反之，减压、升温有利气体的解吸。

活性炭影响因素

活性炭影响吸附效果的因素： 1。温度的影响：活性碳的吸附能力是随着温度的变化呈正态曲线形状分布的，在70℃的时候其吸附能力最强，温度升高或降低则使吸附能力下降。另外温度升高可使其吸附速度加快，吸附性能降低，温度降低使吸附速度变慢，吸附能力增强。 2。粒度的影响：活性碳的粒径越小，吸附能力越强，但是过细易造成过滤困难等麻烦，一般可用100～200目的。小于0.18mm为粉末活性炭，活性炭颗粒大小在0.42—0.85mm左右最佳 3。用量的影响：用量多了当然吸附量增加，但是活性碳吸附有效成分的量以及活性碳本身的一些物质的析出也随之增加，另外成本、操作也同样带来了麻烦，因此要综合考虑，一方面，要尽量减少活性碳的用量，另一方面还要保证吸附杂质的量尽量多，因此要进行处方量的考察已确定特定产品其活性碳用量问题。用活性碳两次或多次吸附的吸附效果要比单次吸附效果好，其原理就象洗涤的少量多次一样。 当活性碳用量较大时，应考虑用两次或多次吸附法，当活性碳多次吸附时其活性炭总用量可比一次吸附使用量适当减少10-20%。 4。溶液的酸碱度的影响：活性炭吸附能力在偏酸性条件下较强，在碱性条件下吸附能力较弱，但当PH值小于2时，开始对活性炭吸附产生一定的解析作用，另外活牲碳在碱性条件下有脱吸附现象，因此在碱性条件下不宜使用活性炭吸附。 5。被吸附物质的极性的影响：活性炭吸附随着物质的极性增大而增大，对于非极性物质的吸附能力很差。 6。湿度的影响：烟气湿度大于55%时吸附效果开始变差 蜂窝活性炭 常规规格100*100*100mm,50*50*100mm 价格：每吨11500左右 1、蜂窝活性炭产品特性 蜂窝活性炭具有比较面积大，微孔结构，高吸附容量，高表面活性炭的产品，在空气污染治理中普遍应用。选用蜂窝活性炭吸附法，即废气与具有大表面的多孔性活性炭接触，废气中的污染物被吸附分解，从而起到净化作用。用蜂窝活性炭可不同程度去除的污染物有：氧化氮、四氯化碳、氯、苯、二甲醛、丙酮、乙醇、乙醚、甲醇、乙酸、乙酯、苯乙烯、光气、恶臭气体等。用化学试剂浸渍处理后的改性蜂窝活性炭可去除：酸雾、碱雾、胺、硫醇、二氯化硫、硫化氢、氨、汞、一氯化碳、二噁英等。 2、蜂窝活性炭使用说明 治理空气污染最好是采用蜂窝活性炭，有两台吸附器并联组成，即可用于处理间歇排气，有可用于连续排气，其中一台进行吸附，另一台吸附器进行脱附再生，把脱附的污染物催化燃烧后排空。使用蜂窝活性炭要尽量避免

活性炭具有疏松多孔的结构

活性炭具有疏松多孔的结构，它的外表面和内表面均有很强的吸附作用。但是使用一段时间后，活性炭的毛细孔会被各种污物填满，处于饱和状态而失去净化能力。 失效的活性炭，经过酸洗、碱洗及水洗，能除去毛细孔中绝大多数不溶性的无机盐、油污等杂质，从而得以复活。 工具与材料 烧杯，玻璃棒，铁板，酒精灯，石棉网，铁架台，铁圈，量筒，滴管。 净水器中的失效活性炭，10％盐酸溶液，10％氢氧化钠溶液，蒸馏水，75％酒精，“甲土立定”试剂。 活动过程 一、酸洗 1．将失效的活性炭从净水器中取出，放入烧杯中，并注入10％盐酸溶液，使溶液浸没活性炭。 2．把烧杯放在铁架台的石棉网上，用酒精灯加热溶液至沸，同时用玻璃棒搅拌，使活性炭毛细孔中的绝大多数不溶性无机盐及其他杂质溶解在酸中。 二、碱洗 1．把经过酸洗的活性炭从烧杯中取出，用清水冲洗片刻后，重新放入烧杯中，注入10％氢氧化钠溶液，使碱液浸没活性炭。 2．用酒精灯加热溶液至沸，并用玻璃棒搅拌，除去活性炭毛细孔中的油污等物质。 三、烘干 从烧杯中取出经过碱洗的活性炭，用水冲洗后放在太阳下晒干，或放在一块铁板上，用酒精灯将其烘干。经以上处理的活性炭基本恢复了吸附能力。 四、检验 1．将“甲土立定”试剂溶解在10％盐酸溶液中，配成体积分数为0.1％的“甲土立定”溶液。 2．取活性炭已失效的净水器中流出的50mL水于一烧杯中，滴加2滴“甲土 立定”溶液，观察现象。 发现烧杯中的液体显黄色。 3．将经过本实验处理的活性炭装入净水器中，同样取净水器中流出的50mL 水，重复上述操作，观察现象。 发现烧杯中的液体近于无色。 上述现象说明，自来水中的氯已基本被除去，活性炭恢复了吸附能力。 说明与延伸

活性炭吸附箱设备技术原理及应用

活性炭吸附塔设备技术原理及应用实例 一、活性炭吸附塔概述 DR系列|活性炭吸附过滤塔是杭州绿然环保设备有限公司设计、生产的一种废气净化、吸附异味的环保设备产品，活性炭吸附塔具有吸附效率高、适用面广、维护方便、能同时处理多种混合废气等优点，活性炭具有去除甲醛、苯、TVOC等有害气体和消毒除臭等作用，活性炭吸附塔现广泛用于电子原件生产、电池（电瓶）生产、酸洗作业、实验室排风、冶金、化工、医药、涂装、食品、酿造等废气处理，其中最适用于喷漆废气处理的净化。 二、工作原理 尾气由风机提供动力，正压或负压进入活性炭吸附塔体，由于活性炭固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，污染物质从而被吸附，废气经过滤器后，进入活性炭吸附塔体，净化气体高空达标排放。 三、技术简介 1、活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸状的无定形具有多孔的炭。主要成份为炭，还含有少量氧、氢、硫、氮、氯。也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层不规则堆积。具有较大的表面积（500～1000㎡/克）。有很强的吸附能力，能在它的表面上吸附气体，液体或胶态固体。对于气、液的吸附可接近于活性炭本身的质量的。 其吸附作用是具有选择性，非极性物质比极性物质更易于吸附。在同一系列物质中，沸点越高的物质越容易被吸附，压越大、温度越低，浓度越高，吸附量越大，反之，减压、升温有利气体的解吸。 活性炭常用于气体的吸附、分离和提纯、溶剂的回收、糖液、油脂、甘油、药物的脱色剂，饮用水或冰箱的除臭剂，防毒面具的滤毒剂，还可用作催化剂或金属盐催化剂的截体。 2、活性炭吸附塔产品优点： 1、吸附效率高，效果明显，适用面广； 2、维护方便，无技术要求； 3、能同时处理多种混合废气。 3、活性炭吸附塔产品缺点：运行成本相对较高； 4、活性炭吸附塔分类：可分为方形或圆形。 5、活性炭吸附塔适用范围： 活性炭吸附塔主要应用于：电子原件生产、电池（电瓶）生产、酸洗作业、实验室排风、冶金、化工、医药、涂装、食品、酿造及家具生产等行业的废气净化，其中最适用于喷漆废气的处理净化。 四、DR系列|活性炭吸附塔设备型号及参数

影响活性炭吸附的因素

影响活性炭吸附的因素 1、活性炭吸附剂的性质 其表面积越大，吸附能力就越强；活性炭是非极性分子，易于吸附非极性或极性很低的吸附质；活性炭吸附剂颗粒的大小，细孔的构造和分布情况以及表面化学性质等对吸附也有很大的影响。 2、吸附质的性质 取决于其溶解度、表面自由能、极性、吸附质分子的大小和不饱和度、附质的浓度等 3、废水PH值 活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中有较高的吸附率。 PH值会对吸附质在水中存在的状态及溶解度等产生影响，从而影响吸附效果。 4、共存物质 共存多种吸附质时，活性炭对某种吸附质的吸附能力比只含该种吸附质时的吸附能力差 5、温度 温度对活性炭的吸附影响较小 6、接触时间 应保证活性炭与吸附质有一定的接触时间，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。 活性炭化学性 活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构，又取决于化学组成。 活性炭不仅含碳，而且含少量的化学结合、功能团开工的氧和氢，例如羰基、羧基、酚类、内酯类、醌类、醚类。这些表面上含有的氧化物和络合物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化时、活化后由空气或水蒸气的作用而生成。有时还会生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集中到活性炭里成为灰分，灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类，如碳酸盐和磷酸盐等。 这些灰分含量可经水洗或酸洗的处理而降低。 活性炭催化性 活性炭在许多吸附过程中伴有催化反应，表现出催化剂的活性。例如活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫。 由于活性炭有特异的表面含氧化合物或络合物的存在，对多种反应具有催化剂的活性，例如使氯气和一氧化碳生成光气。 由于活性炭和载持物之间会形成络合物，这种络合物催化剂使催化活性大增，例如载持钯盐的活性炭，即使没有铜盐的催化剂存在，烯烃的氧化反应也能催化进行，而且速度快、

活性炭过滤器吸收原理.

活性炭过滤器吸收原理 一、活性炭基础知识 活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈玄色，内部孔隙结构发达、表面积大，吸附能力强的一类微晶质碳素材料。它是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体，广泛应用于几乎所有的国民经济部分和人们的日常生活。 1、活性炭分类－由于原料来源、制造方法、外观外形和应用场合不同,活性炭品种不下千种。 1.1 按原料来源分,可分为木质活性炭(如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等、矿物质原料活性炭(各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭、其它原料制成的活性炭(如废橡胶、废塑料等制成的活性炭。 1.2 按制造方法分，可分为化学法活性炭(化学炭 将含碳原料与某些化学药品混合后进行热处理，制取活性炭的方法求乞学法。用化学法生产的活性炭又称为化学法活性炭或化学炭。 可以作为化学法的化学药品又称作活化剂，活化剂有氯化锌、氯化钙、碳酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、硫化钾、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠、硼酸等，总之很多酸、碱、盐都可以

用作活化剂，主要从活性炭的性能和经济性来考虑采用何种活化剂。 一般说来，化学炭的孔隙中次微孔、中孔（即孔直径或孔宽大于1.5纳米的孔隙）较发达，主要用于液相吸附精制和溶剂回收的气相（蒸汽）吸附场合。 化学法制造活性炭由于加进了化学药品在制造过程中应当极其重视环境保护以及产品中可能存在微量非原料带进的元素的影响题目。 1.2.2 物理法活性炭 以炭为原料用水蒸汽、二氧化碳、空气（主要是氧）或它们的混合物（烟道气）为活化介质，在高温下（600～1000℃）进行活化制取活性炭的方法叫物理法。物理法制造的活性炭叫物理法活性炭，也称作物理炭。 一般说来物理炭的微孔（孔直径或孔宽小于1.5纳米的孔隙）发达，主要用于气相吸附场合或小分子液相吸附场合。 1.2.3 化学--物理法或物理--化学法活性炭 在了解化学炭和物理炭的同时，还应当提及化学--物理法或物理--化学法活性炭。选用不同的原料和采用不同的化学法与物理法的组合可以对活性炭的孔隙结构进行调控，从而制

活性炭吸附装置工艺流程图

活性炭吸附装置工艺流程图（完整）一．主画面工艺流程图：

二．第一组吸附塔共工艺流程图： 三．第二组吸附塔工艺流程图：

四．第三组吸附塔工艺流程图： 五．反冲洗工艺流程图：

自动反冲洗操作说明： 1.维护检修已完成，所有安全标识牌已全部取下，方能执行运行操作； 2.检查管道、管网工况应正常，各连接部位应紧固、牢靠通畅无破损滴漏现象； 3.仪表、电气部分工况应正常、上电正常能正常投运，现场数据与远传数据应 一致； 4.电机、泵、减速机润滑油应正常，油位应正常在油标尺上无漏油现象； 5.检查确认打开机封冷却循环水系统应正常； 6.关闭要反冲洗塔的进水阀、出水阀； 7.检查确认打开要启动的反冲洗水泵前/泵后手动阀门； 8.选择需要反冲洗的吸附塔、反冲洗水泵以及循环次数； 9.确认各项准备工作已经完成； 10.鼠标点击选择开关为自动状态； 11.鼠标点击启动按钮“启动反冲洗”键，按设定好的程序自动进行反冲洗；

12.在任何情况下，只要按下“停止反冲洗”按钮程序执行----关闭反冲洗水电动 阀EV-110/EV-111/EV112、停止反冲洗水泵P-110/P-111/P-112、关闭反冲洗进水阀、反冲洗出水阀。 六．补碳工艺流程图： 自动补炭操作说明： 1.维护检修已完成，所有安全标识牌已全部取下，方能执行运行操作； 2.检查管道、管网工况应正常，各连接部位应紧固、牢靠通畅无破损滴漏现象； 3.仪表、电气部分工况应正常、上电正常能正常投运，现场数据与远传数据应一致； 4.电机、泵、减速机润滑油应正常，油位应正常在油标尺上无漏油现象； 5.检查确认打开机封冷却循环水系统应正常； 6.关闭要补炭塔的进水阀、出水阀；

活性炭的吸附原理

活性炭的吸附原理 活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。 一、物理吸附 主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。 必须指出的是，这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭，从而适用于各种杂质吸收的应用。 二、物理吸附 除了物理吸附之外，化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。 活性炭的吸附正是上述二种吸附综合作用的结果。 当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时,即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时,此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化,而达到了平衡,则此时的动平

衡称为活性炭吸附平衡,此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。 三、影响活性炭吸附性能的因素 选择的活性炭质量达不到要求标准 活性炭中的酸碱度、氯化物、硫酸盐不合格或炭粒过细使溶液染色不易滤清，影响制剂的质量。 活性炭中锌盐、铁盐不合格，如铁盐含量较高，可使输液中某些药物如维生素c、对氨基水杨酸钠等变色。 脱色力差或不合格，导致制剂杂质含量增加。活性炭质量差，本身所含杂质较多能污染药液，往往导致制剂澄明度和微粒不合格，而且还影响制剂的稳定性，所以在配制大输液时，一定要选用一级针用活性炭。 四、活性炭的用法对制剂质量的影响 活性炭分次加入比一次加入吸附效果好，这是因为活性炭吸附杂质到一定程度后吸附与脱吸附处于平衡状态时，吸附效力已减弱所致。所以，大输液生产时分2～3次加入活性炭效果最佳，能使制剂质量明显提高。 甘露醇的原料常污染热原，尤其是当所配制料液颜色较深时，更是不祥的预兆。由于甘露醇不宜用高温处理，一般多用吸附法去除。但是，又因为甘露醇注射液的浓度高，热原去除常不完全，在临床使用过程中的热原反应率高于其他品种。作者在配制实践中发现，使用二次吸附法制备的甘露醇注射液可以解决以上问题，具有很大优势。

对活性炭吸附处理影响的因素有哪些

对活性炭吸附处理影响的因素有哪些 在制造过程中，灰分中多数无机质对活化过程中的造孔有不利影响。灰分中特定的无机质，如碱金属及铜、铁等氧化物和碳酸盐，对炭和水蒸气的反应有催化作用，碱金属化合物(如K、Na的氢氧化物和碳酸盐)对活性炭中狭缝状微孔的形成有促进作用；无机矿物质对炭与水蒸气反应的催化作用使得活性炭的孔隙由小变大，结果造成了中孔(过渡孔)和大孔增大，活性炭比表面积下降。对含铁炭而言，微孔发展不受过渡孔和微孔的影响。对含镍炭，镍能降低微孔的发展。因为铁在活化初期集聚成团，并生成具有活性的颗粒，铁比镍颗粒尺寸大，对孔隙的形成有促进作用。 柱状活性炭

活性炭卫生许可批件柱状活性炭 河南省涉及饮用水卫生许可批件 颗粒活性炭批准文号:（豫）卫水字（2011）第0038号 批准日期：2011年8月30日 柱状活性炭选用优质白煤和木炭为原料，采用先进工艺，制成不同规格的破碎碳和柱状活性炭，具有耐磨强度好，吸附性能强，使用时间长等优点，对自来水、纯净水、反渗透用水、高纯水、工业用水以及污水深度净化能除去水中余氯、有机物、金属元素、异臭、异味等有害物质。 柱状活性炭指标（执行标准GB/T 7761.4--1997）

本文章来自建业净水材料网：https://www.docsj.com/doc/428619677.html, 在产品的使用过程中，灰分含量对吸附性能的影响较大。活性炭中的灰分在气相吸附时是惰性物质，在液相吸附时，灰分中氧化物及碱金属盐的含量有不同程度的不利影响。资料表，二氧化硅、氧化铝、氧

化铁对化学吸附没有活化作用，但经过氢氟酸处理，钠会失去。钠是在氧气中催化活性炭的活化物质。 由于灰分的存在，在吸附器内可能发生许多不必要的催化反应。在空气存在下，含灰活性炭吸附硫化氢，可促进硫酸的形成；在解吸段，温度升高时(250℃)，含灰活性炭上不稳定的吸附物质发生强烈的分解，如乙醇在250℃大部分转化成乙醛和二氧化碳。用活性炭对日本清酒进行脱色除味过程中，对活性炭中溶解出来的铁含量有严格的规定，如果铁的溶出超过0．025％，灰分高于2％，铁将会与环状氨基酸反应生成赤褐色的有色物质，直接影响清酒的质量