山东临朐县海源活性炭厂,位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村,建厂多年来,经不断发展,现已成为一家综合性滤料厂家,产品有:各种型号用途活性炭,广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂,是一家从事活性炭生产20年的生产厂家,产品20多个型号,覆盖不同领域的活性炭使用环境,产品营销全国,质量稳定如一,初心不改,一切为环保事业做出应有的贡献,始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。
块状蜂窝活性炭再生的经济性
块状蜂窝活性炭的再生费用与再生生产中的设备规模关系密切,生产规模越大则单位再生费用越低,据统计委托再生费用通常为使用新活性炭的一半。我国某厂污水处理活性炭再生时,再生活性炭用量与成本的关系曲线。由图可见处理量越大则单位质量活性炭再生成本越低。亦有资料表明日本鼓励用发量超过 700kg/d的水处理厂增设再生炉以节约成本。
为提高产品得率、降低生产过程中的能源消耗并同时产品质量,中国林业科学研究院林产化学工业研究所活性炭研究室开发出了原料热解自活化的新工艺,该工艺的基本原理是在密闭反应容器中,原料在高温下热解产生出大量气体、这些气体即可作为活化反应的气体、同时由于体系的压力增高,椰壳触织细胞内的气体强制逸出时、会对椰壳组织结构产生一定冲击,这种冲击作用可以改善椰壳组织结构,从而促进高温自活化时活性炭微孔的形成与发展。
该工艺与传统工艺制备的活性炭性能。
物理法工艺活化一活性炭椰壳一炭化一工艺复杂8消耗大量水蒸气、烟道气等气体活化剂粉尘污染曝壳一炭化一消耗数信的化学法工艺粉种一与活化剂混合一活化一工艺复杂6低锌、氢氧化钾磷酸、氯化气、液橙污染大洗涤一活性炭
刘雪梅等以椰壳为原料、采用热解活化法于900℃下密闭处理4h后制备了活性炭,实验结果表明所制的活性炭比表面积为994m²/g,微孔容积为0.43cm’/g、微孔率达到85%、平均孔径为2nm,该活性炭碘吸附值为1295mg/g、亚甲基蓝吸附值为135mg/g、亦说明其孔径分布以微孔为主之后刘雪梅等又进一步延长活化时间至8h、虽然得率降为9.4%,但块状蜂窝活性炭比表面积达到1723m/g、微孔容积为0.68cm/g、碘吸附值与亚甲基蓝吸附值分别达到了1628mg/g和375mg/g、均优于市售净水用活性炭,作者认为反应机理是在密闭空间中、物料发生热解反应生成大量的CO、H.O.H、
块装蜂窝活性炭的再生技术
(1)低热再生法常用于气相吸附用活性炭的再生,这些吸附质通常是知烧经,俑经,苯系物等沸点较低的低分子有机物,一般在吸附塔内经100~200℃蒸汽吹靓即可使饱和炭达到再生的目的,脱附后含有机物的蒸汽可经冷量后将有机物回收利用,蒸汽吹脱方法除常用于气相吸附活性炭的再生以外,也可用于啤酒。饮料行业工艺用水前级处理的饱和块装蜂窝活性炭再生。
(2)高温热再生法 在水处理中,活性炭的吸附对象多为分子较大、挥发性低或无挥发性的有机物,因此蒸汽吹脱法已不适用,只能将饱和活性炭经过850℃左右高温加热,使吸附在活性炭上的有机物炭化分解,进一步活化后达到再生目的。此法具有吸附能力恢复率较高且再生效果稳定的优点。因此这是对用于本处理的活性炭进行再生普遍采用的方法,
Roncken等用热再生炭从饮用水中分离三氯乙烷,发现吸附效率降低,多次再生后吸附能力丧失的现象(**),Ferro和Moreno等研究了吸附酚类化合物的热再生炭,发现吸附效率和比表面积都有所降低,其原因可能是酚的热解残留物堵塞了孔隙(,0),Ledesma等也发现用热再生法处理吸附对硝基苯酚饱和的活性炭后可能是由于孔径变大,氮气吸附率降至原炭的70%),
热再生法是目前工艺成熟且应用多的再生方法,它的优点是再生效率离,再生时间短,工艺流程相对较简易而且应用范围广,但也存在再生过程中炭损失较大(一般在5%-10%),而且再生炭的机械强度也有所下降的不足之处(*),
近些年来,在对热再生充分认识的基础之上,又有一些新的热再生技术俩如高频脉冲再生技术,红外加热再生技术、直流电加热再生技术、弧放电加热再生技术,微波再生技术等应运而生,这些技术与传统的再生技术区别在于册采用的热源有所不同、由于设备以及防护问题,这些新技术目前仍活性炭的再生技术
(1)低热再生法常用于气相吸附用活性炭的再生,这些吸附质通常是知烧经,俑经,苯系物等沸点较低的低分子有机物,一般在吸附塔内经100~200℃蒸汽吹靓即可使饱和炭达到再生的目的,脱附后含有机物的蒸汽可经冷量后将有机物回收利用,蒸汽吹脱方法除常用于气相吸附活性炭的再生以外,也可用于啤酒。饮料行业工艺用水前级处理的饱和活性炭再生。
(2)高温热再生法 在水处理中,活性炭的吸附对象多为分子较大、挥发性低或无挥发性的有机物,因此蒸汽吹脱法已不适用,只能将饱和活性炭经过850℃左右高温加热,使吸附在活性炭上的有机物炭化分解,进一步活化后达到再生目的。此法具有吸附能力恢复率较高且再生效果稳定的优点。因此这是对用于本处理的活性炭进行再生普遍采用的方法,
Roncken等用热再生炭从饮用水中分离三氯乙烷,发现吸附效率降低,多次再生后吸附能力丧失的现象(**),Ferro和Moreno等研究了吸附酚类化合物的热再生炭,发现吸附效率和比表面积都有所降低,其原因可能是酚的热解残留物堵塞了孔隙(,0),Ledesma等也发现用热再生法处理吸附对硝基苯酚饱和的活性炭后可能是由于孔径变大,氮气吸附率降至原炭的70%),
热再生法是目前工艺成熟且应用多的再生方法,它的优点是再生效率离,再生时间短,工艺流程相对较简易而且应用范围广,但也存在再生过程中炭损失较大(一般在5%-10%),而且再生炭的机械强度也有所下降的不足之处(*),
近些年来,在对热再生充分认识的基础之上,又有一些新的热再生技术俩如高频脉冲再生技术,红外加热再生技术、直流电加热再生技术、弧放电加热再生技术,微波再生技术等应运而生,这些技术与传统的再生技术区别在于册采用的热源有所不同。
山东临朐县海源活性炭厂,位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村,建厂多年来,经不断发展,现已成为一家综合性滤料厂家,产品有:各种型号用途活性炭,广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂,是一家从事活性炭生产20年的生产厂家,产品20多个型号,覆盖不同领域的活性炭使用环境,产品营销全国,质量稳定如一,初心不改,一切为环保事业做出应有的贡献,始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。
地址:山东临朐县冶源镇西圈村
块状蜂窝活性炭是一种用途十分广泛的吸附剂,小孔径的活性炭可用作气体分离、回收溶剂蒸气、冰箱脱臭剂、防毒面具中的吸附剂,大孔径可用作脱色,清除溶液中的呈色物质,例如白糖、葡萄糖、酒类、油脂、医药、水的净化等的脱色;催化剂。
1. 气相吸附应用
块状蜂窝活性炭的气相吸附应用有很多,如与储氢合金形成的复合材料可以在温和条件下吸附氢气或天然气混合物,从而可以应用于炼油厂催化干气中氢气的吸附;城市天然气用量随时间变化而或高或低,通过高比表面积的活性炭吸附罐可以有效实现天然气管道下游调峰,进而降低投资成本。除用于能源气体的储存外,美国、德国等发达国家还开发出了基于活性炭的,具有多次再生功能的新型织物,并将之应用于许多特殊服装如飞行服、抗皱内衣等的制造。
1)净化室内空气:与室外空气污染相比,室内环境污染对健康的危害更为直接,是导致人们过敏、气喘、疾病等的重要原因。室内环境污染的污染源很多,包括建筑装潢材料、厨房油烟、家具用品以及烟草烟气等。随着人们对家居环境的重视程度越来越高,室内空气净化用活性炭的市场需求越来越大,因此适于室内用的即效性活性炭空气净化装置也将会得到普及[14]。根据室内有毒气体的种类和分子大小,经过孔径调控的活性炭可以特异性的将之去除,从而室内污染。化学喷涂方法只能暂时遮盖或淡化污染物气味,不能稳定去除缓慢释放的有害气体。目前,民用活性炭的市场已超过10亿元/年,竞争越来越激烈,但是暂没有相关国家或行业质量标准,导致市场混乱,产品质量参差不齐。由中国林科院林产化学工业研究所承担的室内空气净化活性炭的系列标准正在制定中,标准实施后将有效规范空气净化活性炭的市场。
2)电厂烟气联合脱硫、脱硝、脱汞:活性炭吸附脱硫、脱硝、脱汞是燃煤烟气干法净化技术的发展趋势,尤其适用于缺水地区,目前国家相关部门正在编制电厂烟气治理用吸附剂国家标准,今后这一类的产品将得到迅速发展。活性炭脱硫技术在国外已比较成熟,新的脱硫技术是在活性炭上负载钴、镍、钒、镁等金属以提高对二氧化硫的脱除性能。通用方法是先将金属离子引入煤和木质材料表面,引入的方式一般为络合或者离子交换,随后再对原料进行炭化和活化。此外也有报道称9%的碳酸钠溶液改性的活性炭对硫化氢具有特异吸附选择性。
3)油气回收:随着汽车工业的不断发展,汽车燃油挥发已成为空气污染的重要源头之一。研究表明:汽车总污染的40%左右来源于油气挥发污染,这占到了尾气排放污染的60%~70%。针对这个问题,国外科研工作者开发了具有吸附/脱附油气功能的活性炭,并将之应用于汽车挥发性汽油回收,节约能源的同时还保护了环境。目前国外的活性炭正丁烷工作容量(BWC)已从几年前的90~110g/L提高到150g/L,且高容量、低残留的油气回收用活性炭也在不断开发当中。国内企业对油气回收活性炭的使用也已开始,如北京燕山石化炼油厂通过使用活性炭油气回收装置,在2006年就回收了高达288t的汽油,合人民币约150万。这仅仅是在油气回收率为0.24%的条件下单个炼油厂的汽油回收效益,若放大到全国,每年排放到大气中的油气高达几万吨,对之进行有效回收将具有十分可观的经济效益和环保效果。
4)吸附净化有机废气:随着工业化趋势的加速,使用有机溶剂的行业及种类也越来越多,为防止这些溶剂在使用过程中直接排入大气造成污染,进行回收或净化处理。活性炭因价格低廉,操作简单等特性而被广泛应用于有机溶剂的吸附。活性炭表面惰性化处理后,对高浓度贵重有机气体进行吸附/解吸,避免有机溶剂在活性炭表面发生催化改性,导致回收的贵重有机溶剂无法重复使用。对于低浓度有机废气,建议使用负载金属催化剂的活性炭,在吸附过程同时将有机溶剂催化降解为CO2和H2O,目前比较容易净化到10-6浓度级别。随着国家对环保和资源循环利用重视度的提高,活性炭整套回收有机溶剂系统的需求也必将越来越大。
5)空气分离:富氧化学工业中存在的主要问题之一是如何从空气中的分离出氧气。虽然困难重重,但是以活性炭特异性吸附以实现氧气的分离的研究早有报道,如通过化学蒸气沉积法对活性炭的孔径进行定向调控,制备成具有分子筛性能,孔径均匀分布的活性炭,对空气中的氧气进行分离富集已在国外商业化中应用。
6)氢气/甲烷的储存:含能物质(如氢气、天然气)的有效储存作为一种新型的节能技术而受到科技工作者的高度关注。在航天领域中应用的氢,都是在高压下液化储存的,不仅费用昂贵,而且非常不安全,因此研制在常温和较低压力下,方便、地储存和释放氢能的材料一直是科研人员追求的目标。近年来,国内外学者开发了比表面积超大(3500m2/g),孔径小且分布均匀的超级活性炭作为储存燃料气体的载体,常温和4MPa条件下可储存2%;而在77K低温条件下,采用3MPa就可吸氢5%。目前储氢炭材料主要有单壁纳米碳管(SWNT)、多壁纳米碳管(NWNT)、碳纳米纤维(CNF)、碳纳米石墨、高比表面积活性炭、活性炭纤维(ACF)和纳米石墨等。与上述储氢材料相比,超级活性炭的优点是储氢量高、经济、解吸快、循环使用寿命长和易产业化,从而成为很具
山东临朐县海源活性炭厂,位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村,建厂多年来,经不断发展,现已成为一家综合性滤料厂家,产品有:各种型号用途活性炭,广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂,是一家从事活性炭生产20年的生产厂家,产品20多个型号,覆盖不同领域的活性炭使用环境,产品营销全国,质量稳定如一,初心不改,一切为环保事业做出应有的贡献,始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。
块状蜂窝活性炭是一种非常优良的吸附剂,它是利用木炭、竹炭、各种果壳和煤等作为原料,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。它具有物理吸附和化学吸附的双重特性,可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质,以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。检验标准可按照中国国标GB,或按照其他国家标准。
主要活化方法:木炭、果壳炭、煤等原料经造粒后,在1000℃下用水蒸气、二氧化碳、进行活化的气体活化法。干燥后的原料用氯化锌溶液浸渍,混合,在500~700℃下加热,进行碳化或活化,称为药剂活化法。活性炭的吸附性减弱后,可以再生。把活性炭置于容器里,通入一定压力的水蒸气,然后在一定量氧气存在下,加热到400 ℃,以除掉表面上的吸附物质。
使用前要清洗去除粉尘,否则这些黑色的粉尘可能暂时会影响水质的清洁度。但建议不要直接用新鲜的自来水冲洗,因为活性炭的多孔隙一旦吸附大量自来水中的氯以及漂白粉,在随后放置到过滤器中使用时对水质造成的破坏,相信勿需我多言。记得活性炭放入水中前要用清水冲4遍左右,把活性炭灰分去除,以免弄脏水箱和鱼儿。互相交流。使用活性炭可以取出腥味
2.靠平时简单的清洗,是无法将活性炭的多孔隙中堵塞的杂物清洁干净的。所以,务必定期更换活性炭,以免活性炭因“吸附饱和”而失去功效。且更换的时机不要等它失效以后再更换,如此方可确保活性炭能不断地把水族箱水质中的有害物质去除。建议每月更换1-2次!3.活性炭的处理水质的效率与其处理用量相关,通常为“用量多处理水质的效果也相对好”。
.定量的活性炭被使用后,在使用初期应该经常观测水质的变化,并留意观测结果,以作为多长时间活性炭失效而更换的时间判断依据。
5.在使用治疗鱼病的药剂时,应该暂时将活性炭取出,暂停使用。以免药物被活性炭吸附而降低治疗效果。
活性炭制备技术
烧结封团、导致活性炭的各种性能开始下降、活化时间选择在1b较好。 Ahoed 等通过氯化锌活化枣核制备了活性炭、结果表明、当活化时间由6h增加至3.5h时,得丰由43%降低至29%,在初的1.25h内降低得快、并在此时达到了大碘吸附值837.54mg/g、且在前1.25h内是有利于中孔增加的、随着活化时间的增加、中孔开始塌陷变为大孔,
活性炭的应用领域十分广泛、在应用过程中发挥作用的主要是孔结构和表而官能团、所以根据市场的需求有很多科研人员开始关注组合活化法,包括物理化学法、化学 化学法、微波-化学法等。
一、物理-化学活化法
物理化学活化法是结合物理法(CO:、水蒸气法等)与化学法(磷酸、氯化锌、氢氧化钾法等)制备活性炭的一种方法、此类活性炭具有特孔结构和表面官能团。Dolas等?)采用开心果壳与氯化锌前期浸清后,通过后续的高温CO=活化法制备了BET比表面积为3256m²/g、孔容积为1.36cm'/g的活性炭,而采用氯化钠溶液浸清的开心果壳采用高温CO:活化制备了 BET比表面积为3895m/g、孔容积为1.86cm’/g的活性炭。Arami Niya等()采用油棕榈壳为原料,先采用少量氯化锌或磷酸法活化制备具备初期窄微孔的活性炭、然后采用高温CO:活化制备了甲烷吸附用活性炭,此方法可以使得活性炭的孔结构均匀化分布、有利于甲烷的存储。
二、化学-化学活化法
化学-化学法是指结合两种不同的化学活化剂进行活化制备活性炭的方法。 Heidari等()采用赤桉木为原料,先使用磷酸或氯化锌活化制备早期活性炭、然后采用氢氧化钾法进行二次化学活化、制备了具有较高微孔含量(98%)的 CO;存储用活性炭。
三、微波-化学活化法
微波-化学法是指以微波加热的方式来提供化学法(磷酸、氧化锌、氯氧化钾等)活化所需热量来制备活性炭的方法,微波加热相比传统加热方式的优点是可以大幅度缩短活化时间,可以控制在10min左右,Lu等“)以竹子为原料,采用微波加热磷酸活化法制备了比表面积为1432m/g、孔容积为
0.696cm'/g的活性炭产品、得率可达47.8%,Hesas等通过微波氧化锌
活性炭失效怎么办?
活性炭的吸附性能是因为它有发达的孔隙结构。“就象我们所见到的海绵一样,在同等重量的条件下,海绵比其他物体能吸收更多的水,原因就是它具有发达的孔隙结构。”吕长富说,活性炭的孔隙结构虽然肉眼无法看见,但是孔隙的发达程度却是难以想象的。
吕长富介绍,普通活性炭的比表面积在500~1700平方米/克。若取1克比表面积为1100平方米/克的活性炭,将里面所有的孔壁都展开成一个平面,这个面积将达到1100平方米。这意味着,这样的活性炭只要1元硬币大小(约重3g),内部的吸附面积就有一个标准足球场那么大。
活性炭活化温度的影响
活化温度是指活性炭活化时活化料的高温度,是活性炭孔性能的重要影响因素之一。采用氯化锌法活化橡子壳制备活性炭发现,在活化温度分别为300℃、400℃、500℃和600℃时,得到活性炭的比表面积分别为98㎡801m²/g、988m²/g和1289m²/g。Sayg山等[34]采用葡萄工业加工剩余物为原料,以氯化锌活化法制备了活性炭,研究表明活化温度由400℃升到600元比表面积SBET、总孔隙体积Vr、中间层次的孔隙体积Vmes、平均孔径D,别由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,但微孔容积Vme由25.36%降低至
5.39%。由以上分析可知,氯化锌法活性炭制备的较佳温度为600℃,过高的话化温度会导致已经生成的孔塌陷,且氯化锌的挥发量也会增加,不仅造成活就剂的浪费,生成成本提高,还导致严重的环境污染问题。
活化时间的影响
山东临朐县海源活性炭厂,位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村,建厂多年来,经不断发展,现已成为一家综合性滤料厂家,产品有:各种型号用途活性炭
间歇法的平板炉和连续法的回转炉是生产氯化锌法粉状活性炭的主体设备、平板炉法具有设备简单、投资少、上马快等优点,是国内早期氯化锌法活性炭的主体设备。但此法存在手工操作多、劳动强度大、环境污染严重等问题,导致了此法目前已被淘汰。回转炉法具有生产能力大、机械化程度高、产品质量较稳定等优点,是目前国内外氯化锌法活性炭的主体设备,工艺难点在于尾气处理和氯化锌回收方面,国内尚未有成熟的工艺,日本已实现环保排放达标生产。
1.工艺流程
连续法生产粉状活性炭的工艺流程,一般由木屑筛选和干燥、氯化锌溶液配制、配料(或浸渍)、炭活化、回收、漂洗(包括酸处理和水洗)、脱水、干燥与磨粉等工序组成。另外附设的废气处理系统,以回收烟气中的氯化锌和盐酸,减少对环境的污染。常用的生产工艺流程见图2-6 和图2-7.
2工艺操作
(1)木屑的筛选与干燥为了产品的质量和工艺操作稳定,并降低超细颗粒在后续回收工段过滤流失导致的活化剂的浪费,用振动筛或滚筒筛对木屑进行初步筛选,选取0.425~3.35mm的木屑颗粒,除去杂物(如板皮、铁展、泥砂、石块等),以免造成堵塞,增加回收、漂洗工序中的负荷、影响产品质量。
筛选后的木屑含水率一般在45%~60%,此时水分过高会影响配料工序段化学活化剂的渗透,因此需要进一步干燥控制工艺需要的水分含量。北方由于气候干燥,雨水少,一些中小工厂常利用自然风干方法干燥木屑,木屑进行机械于燥时,一般在气流式干燥器中或回转干燥器中进行干燥。
临朐海源活性炭厂建厂多年以来,一直秉承产品质量为主,客户信赖为本,诚信,互利互惠的原则,积累了全国各地固定客户,赢得了良好的口碑,欢迎您的到来。 我厂生产的新标活性炭,空隙发达,吸附率高,强度好,具有耐水、防火、放油等特点。新标活性炭物理活化法 物理法通常又称气体活化法,是将已炭化处理的原料在800 ~1000℃的高温下与水蒸气,烟道气(水蒸气、CO2、N2等的混合气)、CO或空气等活化气体接触,从而进行活化反应的过程。物理活化法的基本工艺过程主要包括炭化、活化、除杂、破碎(球磨)、精制等工艺,制备过程清洁,液相污染少。 在制备过程中,具有氧化性的高温活化气体无序碳原子及杂原子先发生反应,使原来封闭的孔打开,进而基本微晶表面暴露,然后活化气体与基本微晶表面上的碳原子继续发生氧化反应,使孔隙不断扩大。一些不稳定的炭因气化生成CO、CO2、H2和其他碳化合物气体,从而产生新的孔隙,同时焦油和未炭化物等也被除去,终得到活性炭产品。活性炭发达的比表面积则源自中孔、大孔孔容的增加,形成的大孔、中孔和微孔的相互连接贯通。由于物理法工艺流程相对简单,产生的废气以CO2和水蒸气为主,对环境污染较小,而且终得到的活性炭产品比表面积高、孔隙结构发达、应用范围广,因此世界范围内的活性炭生产厂家中70%以上都采用物理法生产活性炭。炭活化过程中产生大量的余热,可满足原料烘干、余热锅炉制高温蒸汽、产品的洗涤烘干等所需热能。 物理-化学活化法 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。 [2] 微波化学活化 由于在活性炭制备过程中,传统的炉膛加热存在耗工、耗时且物料受热不均的缺点,因此微波的引入可以实现物料内部均匀加热,同时可方便地快速启动和停止,耗时比传统工艺短得多。因此,微波化学活化可以显著缩短生产时间,从而大地提高生产效率,亦可降低环境污染。通常的法、法和活化法均可采用微波加热,而且研究表明微波加热法亦可得到的活性炭,尤其适用于KOH活化法制备电容活性炭。然而微波加热制备活性炭仍处于实验阶段,主要原因是设备投资大,能耗高。 催化活化 金属类催化剂在含碳原料表面可形成活性点,降低炭与水或CO2的反应活化能,从而降低活化温度,提高反应速率,形成发达的孔隙,同时,金属颗粒移动时也会产生孔道。催化剂在制备活性炭时可以降低活化
活性炭在有机合成中的作用主要有脱色、吸附和助滤,通常在活性炭的一次操作过程中,主要表现其中一个方面,其它方面的作用是次要的。
活性炭常见的作用是脱色,根据与极性分析,活性炭可以视为非极性物质,可以用来吸附非极性和小极性色素,适合在大极性溶剂中使用。物质中含有的色素大多属于非极性或小极性色素,所以在常用脱色剂中常用的就是活性炭,常用的溶剂是水和醇类。一般在需要脱色时,不需要考虑色素的极性,直接以活性炭脱色,通过观察溶液在脱色前后的变化来判断脱色效果。
一般的操作过程如下:
待脱色物质加入到一定量溶剂中,加热全溶,加入一定量活性炭,搅拌一段时间,热滤,滤液浓缩。待脱色物质为含有可见色素的固体或液体,以固体居多;溶剂量一般为3-10倍,太少不易操作,在热滤时损失大;太多成本过高,也没有必要;溶剂一般为大极性溶剂,甲醇、乙醇和水等,如果脱色后需要结晶,一般需要筛选出适合的溶剂;活性炭加入量一般为溶质(即待脱色物质)的5-10%,视情况可以增减;搅拌时间一般在30分钟到2小时不等,视情况可以增减;滤液视情况处理,如果脱色前后外观颜色变化不大,可以再加活性炭重复脱色;如果需要重结晶,直接冷却结晶或适当浓缩后冷却结晶;如果待脱色物质是液体,一般浓缩至干。
这里的杂质主要指不溶物,如无机盐、灰尘和物理杂质等,活性炭脱色其实也属于除杂,只是脱色除的是有机可见光吸收杂质。除杂的过程非常简单,和脱色过程类似,全溶后加活性炭搅拌后直接过滤,浓缩。单纯除杂其实可以不加活性炭,直接全溶过滤即可,加活性炭主要是利用其有助滤的作用,对过滤有利。
吸附主要针对焦油和粘性杂质,这一类物质如果不加活性炭,直接过滤则堵塞过滤介质,以活性炭吸附后一般作用明显。主要利用吸附作用时,活性炭可以用硅胶或硅藻土代替,区别不大。通常在活性炭的使用过程中,活性炭同时表现出脱色、除杂和吸附三种作用,有色杂质进入活性炭分子内部,焦油和粘性杂质存在于活性炭颗粒之间,在过滤时活性炭助滤了不溶杂质的过滤过程。三种作用不可割裂来看。
活性炭在有机合成中的作用其实很简单,但活性炭的使用中经常出现其它问题。常见的问题有:
活性炭脱色效果不佳,多次脱色后滤液颜色仍较重;活性炭脱色损失大,脱色一次损失10%以上;活性炭穿透滤纸滤布,产品中含有少量活性炭;加活性炭过滤时过滤很慢,总堵滤纸滤布;用完活性炭后的反应釜非常难洗,怎么洗都洗不干净;
活性炭脱色效果不佳通常与色素的极性有关,同一种脱色剂不可能适用所有的色素;脱色损失大,一般是由于产品在活性炭上吸附过大有关;活性炭穿透滤纸滤布,主要原因是活性炭型号选择有误;堵塞滤纸滤布除与活性炭型号有关外,还与不溶物粒度有关;至于反应釜难洗,与活性炭本身性质有关。
来源:网络