活性炭素制備技術(shù)成熟、隨著活化時(shí)間的增加、中孔開(kāi)始塌陷變?yōu)榇罂祝?活性炭素的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛、在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮作用的主要是孔結(jié)構(gòu)和表而官能團(tuán)、所以根據(jù)市場(chǎng)的需求有很多科研人員開(kāi)始關(guān)注組合活化法，包括物理化學(xué)法、化學(xué) 化學(xué)法、微波-化學(xué)法等。 一、物理-化學(xué)活化法 物理化學(xué)活化法是結(jié)合物理法(CO:、水蒸氣法等)與化學(xué)法(磷酸、氯化鋅、氫氧化鉀法等)制備活性炭的一種方法、此類(lèi)活性炭具有特孔結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán)。Dolas等?)采用開(kāi)心果殼與氯化鋅前期浸清后，通過(guò)后續(xù)的高溫CO=活化法制備了BET比表面積為3256m2/g、孔容積為1.36cm'/g的活性炭，而采用氯化鈉溶液浸清的開(kāi)心果殼采用高溫CO:活化制備了 BET比表面積為3895m/g、孔容積為1.86cm’/g的活性炭。Arami Niya等()采用油棕櫚殼為原料，先采用少量氯化鋅或磷酸法活化制備具備初期窄微孔的活性炭、然后采用高溫CO:活化制備了甲烷吸附用活性炭，此方法可以使得活性炭的孔結(jié)構(gòu)均勻化分布、有利于甲烷的存儲(chǔ)。 二、化學(xué)-化學(xué)活化法 化學(xué)-化學(xué)法是指結(jié)合兩種不同的化學(xué)活化劑進(jìn)行活化制備活性炭的方法。 采用赤桉木為原料，先使用磷酸或氯化鋅活化制備早期活性炭素、然后采用氫氧化鉀法進(jìn)行二次化學(xué)活化、制備了具有較高微孔含量(98%)的 CO;存儲(chǔ)用活性炭。 三、微波-化學(xué)活化法 微波-化學(xué)法是指以微波加熱的方式來(lái)提供化學(xué)法(磷酸、氧化鋅、氯氧化鉀等)活化所需熱量來(lái)制備活性炭的方法，微波加熱相比傳統(tǒng)加熱方式的優(yōu)點(diǎn)是可以大幅度縮短活化時(shí)間，可以控制在10min左右，Lu等“)以竹子為原料，采用微波加熱磷酸活化法制備了比表面積為1432m/g、孔容積為 0.696cm'/g的活性炭產(chǎn)品、得率可達(dá)47.8%，Hesas等通過(guò)微波氧化鋅 活性炭失效怎么辦？ 活性炭的吸附性能是因?yàn)樗邪l(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)?！熬拖笪覀兯?jiàn)到的海綿一樣，在同等重量的條件下，海綿比其他物體能吸收更多的水，原因就是它具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)?！眳伍L(zhǎng)富說(shuō)，活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)雖然肉眼無(wú)法看見(jiàn)，但是孔隙的發(fā)達(dá)程度卻是難以想象的。 呂長(zhǎng)富介紹，普通活性炭的比表面積在500～1700平方米/克。若取1克比表面積為1100平方米/克的活性炭，將里面所有的孔壁都展開(kāi)成一個(gè)平面，這個(gè)面積將達(dá)到1100平方米。這意味著，這樣的活性炭只要1元硬幣大小(約重3g)，內(nèi)部的吸附面積就有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)那么大。 活性炭活化溫度的影響 活化溫度是指活性炭活化時(shí)活化料的高溫度，是活性炭孔性能的重要影響因素之一。采用氯化鋅法活化橡子殼制備活性炭發(fā)現(xiàn)，在活化溫度分別為300℃、400℃、500℃和600℃時(shí)，得到活性炭的比表面積分別為98㎡801m2/g、988m2/g和1289m2/g。Sayg山等[34]采用葡萄工業(yè)加工剩余物為原料，以氯化鋅活化法制備了活性炭，研究表明活化溫度由400℃升到600元比表面積SBET、總孔隙體積Vr、中間層次的孔隙體積Vmes、平均孔徑D,別由819.40m2/g增加至1455m/g，0.556cm3/g增加至2.318cm/g.74.645增加至94.61%，2.71nm增加至6.81nm，但微孔容積Vme由25.36%降低至 5.39%。由以上分析可知，氯化鋅法活性炭制備的較佳溫度為600℃，過(guò)高的話化溫度會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)生成的孔塌陷，且氯化鋅的揮發(fā)量也會(huì)增加，不僅造成活就劑的浪費(fèi)，生成成本提高，還導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。 活化時(shí)間的影響 活化時(shí)間是指一定的活化溫度下的保溫時(shí)間，是活性炭質(zhì)量的重要影響素之一。Saygh等[35]采用番茄工業(yè)加工剩余物為原料，以氯化鋅活化法制備了活性炭，研究表明活化時(shí)間由0.5h升到1h，SBET、VT、V、D,分融522m2/g增加至1093m2/g，0.662cm/g增加至1.569cm/g.71%增加至92%


臨朐縣海源活性炭廠，是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào)，覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境，產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)全國(guó)，質(zhì)量穩(wěn)定如一，初心不改，一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。 活性炭素處理主要有以下三個(gè)好處，①破環(huán)水中殘余具氧，一般發(fā)生在初炭層的幾厘米處，②通過(guò)吸附人除化臺(tái)物或臭氧刷產(chǎn)物:③通過(guò)活性炭表面細(xì)菌的生物活動(dòng)降解物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)研究表明，在活性炭處理過(guò)程中，同時(shí)發(fā)生快速吸附、慢速吸附和生物作用，臭氧生物活性炭工藝運(yùn)行之初，活性炭具有大的吸附容量，起主導(dǎo)作用的是快速吸附，既可以吸附小分子物質(zhì)，也可以吸附非生物降解的大分子有機(jī)物。隨著過(guò)濾器吸附能力飽和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增長(zhǎng)，大量的有機(jī)物積累在活性炭表面，活性炭的吸附容量逐漸或少，吸附速率也隨之下降，以慢速吸附為主，與此同時(shí)生物活動(dòng)也開(kāi)始，并逐步達(dá)到生物吸附平衡。大約要運(yùn)行5~20d的時(shí)間，活性炭素表面才會(huì)出現(xiàn)明顯的生物活性。 在臭氧生物活性炭素法進(jìn)行水處理的過(guò)程中臭氧與生物活性炭?jī)烧叩淖饔檬腔パa(bǔ)的。臭氧與有機(jī)物的主要反應(yīng)是破壞炭化物的雙鍵產(chǎn)生酮和醛，這些產(chǎn)物是管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)細(xì)菌的養(yǎng)料，如果在處理過(guò)程中沒(méi)有去除這些養(yǎng)料，細(xì)菌就會(huì)在管網(wǎng)中迅速滋生。為了避免這種現(xiàn)象，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)纳锾幚?，柱形多孔活性炭或慢濾池，利用濾料表面的細(xì)菌將這類(lèi)化合物降解去除，也可以在處理廠出水前投加少量氧化劑，如CI:、CIO:等，如果沒(méi)有活性炭這種生物過(guò)濾器，就增加這類(lèi)氧化劑的投加量。但絕大部分可溶有機(jī)物被活性炭上的生物去除后，則大大減少了這類(lèi)氧化劑的投加量，這也同時(shí)降低了新的氣味和色度污染可題。可根據(jù)檢測(cè)管網(wǎng)的細(xì)菌量來(lái)不斷調(diào)整臭氧的投加量，使加氯量降低50%。 (2)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用實(shí)例 德國(guó)慕尼黑多奈自來(lái)水廠。多奈水廠是從萊茵河下游取的地表水，多年來(lái)一直沿用折點(diǎn)氯化法處理，用常規(guī)水處理工藝進(jìn)行處理，但出水水質(zhì)中的總有機(jī)氯化物和三鹵甲烷的含量還很高，高時(shí)分別達(dá)到200μg/L和25pg/L,去除效果不是很理想。1978年多奈水廠水處理新流程(見(jiàn)圖5-1)投入使用，




為了增強(qiáng)棕櫚藍(lán)煤活性炭的吸附能力，常常對(duì)其進(jìn)行改性處理，通過(guò)化學(xué)氧化，還原以及負(fù)載等改性方法可使活性炭表面的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，增加酸堿基團(tuán)的相對(duì)含量可選擇吸附極性不同的物質(zhì)，或通過(guò)增加特定的表面雜原子或化合物來(lái)增強(qiáng)對(duì)特定吸附質(zhì)的吸附。 活性炭的特殊功能及室內(nèi)應(yīng)用 1.特殊功能 ①利用棕櫚藍(lán)煤活性炭物理吸附與化學(xué)吸附的協(xié)同作用，經(jīng)過(guò)孔經(jīng)調(diào)節(jié)工藝，使其具備與室內(nèi)有害氣體分子大小相匹配的孔隙結(jié)構(gòu)，完全吸附有害氣體而不是遮蓋或淡化氣味，從根本上清除室內(nèi)污染， ②棕櫚藍(lán)煤活性炭能夠?qū)κ覂?nèi)所有有害氣體分子進(jìn)行吸附，同時(shí)具有調(diào)節(jié)催化等性能，能夠有效地吸附形成空氣中各種有害氣體與氣味的苯系物、鹵代烷烴，醛、酮、酸等有機(jī)物成分及空氣中的浮游細(xì)菌，殺滅霉菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、膿菌等致病菌，抑制流行性病原的傳播，具有去毒、吸味、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能，如表6-11所示。 ③室內(nèi)環(huán)保指出:裝飾裝修所造成的室內(nèi)污染，其污染源揮發(fā)甲醛、苯、甲苯、氨氣、氧等是一個(gè)緩慢釋放過(guò)程，甚至將會(huì)持續(xù)3~15年，開(kāi)窗通風(fēng)法、化學(xué)噴除法、花卉去除法等只是迅速遮蓋或驅(qū)散已揮發(fā)的有害氣體，而不能根本去除緩慢釋放的有害氣體，而活性炭的吸附過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)效穩(wěn)定過(guò)程，基本與有害氣體的釋放過(guò)程相吻合，從而達(dá)到完全去除的效果。 ①活性炭是選用綠色環(huán)保的果殼為原料，在加工時(shí)沒(méi)有添加任何化學(xué)成分，對(duì)人體副作用，同時(shí)又可避免噴劑等對(duì)家具造成的褪色、潮濕等。

活性炭素吸附的主要特點(diǎn)
吸附劑：能有效地從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體物質(zhì)。
吸附劑可按孔徑大小、顆粒形狀、化學(xué)成分、表面性等分類(lèi)，如粗孔和細(xì)孔吸附劑，粉狀、粒狀、條狀吸附劑，碳質(zhì)和氧化物吸附劑，性和非性吸附劑等。
常用的吸附劑有以碳質(zhì)為原料的各種活性炭素吸附劑和金屬、非金屬氧化物類(lèi)吸附劑。
活性炭與其它吸附劑如硅膠、活性白土、沸石以及各種樹(shù)脂類(lèi)吸附劑相比較時(shí)，具有許多特點(diǎn)。
(一)、屬于非性吸附
是疏水性的非性吸附劑，能選擇性地吸附非性物質(zhì)，而對(duì)不飽和的含碳化合物，如含雙鍵或三鍵的化合物，選擇性吸附的能力小。
硅膠、礬土類(lèi)吸附劑是性吸附劑，對(duì)性分于的選擇性吸附能力大，即對(duì)不飽和的含碳化合物的吸附力大。例如，以活性炭和硅膠作為色譜柱，分離溶于石油醚溶液中的酸、硬脂酸和軟脂酸的混合物時(shí)，吸附的次序兩者恰好相反。
杜賓寧認(rèn)為，在活性炭的吸附中，由于活性炭的非性的性質(zhì)，只有范德華力中的彌散力的作用引起物理吸附。這種彌散力的產(chǎn)生是由于在任何分子之間負(fù)電荷在電子云不同點(diǎn)上發(fā)生偶然的瞬時(shí)集聚而引起的。這特點(diǎn)使活性炭較適合于對(duì)有機(jī)化合物的吸附，特別是芳香族化合物。因此，活性炭吸附有如下規(guī)律：
1、對(duì)芳香族化合物的吸附優(yōu)于對(duì)非芳香族化合物的吸附，如對(duì)苯的吸附優(yōu)于對(duì)環(huán)己烷的吸附；
2、對(duì)帶有支鏈的烴類(lèi)吸附，總是優(yōu)于對(duì)直鏈烴類(lèi)的吸附；
3、對(duì)有機(jī)物中含有和不含有無(wú)機(jī)基團(tuán)的吸附不一樣，凡含有無(wú)機(jī)基團(tuán)的總是低于不含有無(wú)機(jī)基團(tuán)的化合物。如對(duì)吡啶的吸附總是低于對(duì)苯的吸附;
4、對(duì)分子量大的和沸點(diǎn)高的化合物的吸附總是分子量小的和沸點(diǎn)低的化合物。
(二)、比表面積大
活性炭的比表面積，而平均孔徑小，說(shuō)明活性炭主要是微孔。活性炭的比表面積不同，吸附性能也不同，一般比表面積大的，吸附能力也大，但是，比表面積相同的活性炭，吸附能力也可能有很大差別，這是由于活性炭的孔隙形狀和孔徑分布、表面化學(xué)性質(zhì)和灰分含量不同等原因所放。
(三)、有較發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)
活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，除活性炭分子篩以外，孔徑分布范圍較廣，因此，能吸附分子大小不同的各種物質(zhì)，但選擇性的吸附分離效果較差。吸附質(zhì)分子的大小與活性炭孔隙大小相對(duì)應(yīng)時(shí)有利于吸附。有人認(rèn)為，當(dāng)活性炭的孔隙半徑比吸附質(zhì)分子的半徑大3-4倍時(shí)，有利于吸附。液體分子一般比氣體分子大，一般過(guò)渡孔較發(fā)達(dá)的活性炭有利于液相吸附，例如，糖用炭適用于除去糖液個(gè)的大分子雜質(zhì)；微孔發(fā)達(dá)的活性炭適用于氣相吸附，對(duì)于低濃度的和低沸點(diǎn)的氣體和蒸汽的吸附能力也是很大的。
孔徑大小相近，比表面積相同的兩種活性炭，對(duì)分子雖相同的化合物進(jìn)行吸附時(shí)，吸附能力往往不同，這可能與活性炭的孔隙形狀、表面性質(zhì)和活性炭與吸附質(zhì)的親合力有關(guān)。
(四)、活性炭素的表面特性
由于活化條件不同，活件炭的表面性質(zhì)也有所不同。例如，在高溫下用水蒸汽活化制得的顆?；钚蕴浚砻娑嗪蠅A性氧化物，而用氯化鋅法制得的活性炭，表面多合酸性氧化物。由于表面氧化物的性質(zhì)不同，吸附性質(zhì)也有差別。