Proprietà del carbone attivo assorbente. Maggiore è la superficie, maggiore è la capacità di adsorbimento; il carbone attivo è una molecola non polare, facilmente adsorbente adsorbenti polari o molto bassi; la dimensione delle particelle adsorbenti di carbone attivo, la struttura dei pori e la distribuzione e le proprietà chimiche superficiali hanno anche un grande impatto sull'adsorbimento.
Proprietà degli adsorbenti. A seconda della sua solubilità, energia senza superficie, polarità, dimensione della molecola di adsorbato e insaturazione, concentrazione di adsorbato, ecc.
Valore pH delle acque reflue Il carbone attivo ha generalmente un tasso di adsorbimento più elevato nelle soluzioni acide rispetto alle soluzioni alcaline.
Il valore del pH influenzerà lo stato e la solubilità dell'adsorbato in acqua, e quindi influenzerà l'effetto di adsorbimento.
Sostanze di coesistenza. In presenza di adsorbati multipli, la capacità di adsorbimento del carbone attivo a un determinato adsorbato è peggiore di quella del carbone attivo contenente solo tale adsorbato.
La temperatura ha scarso effetto sull'adsorbimento del carbone attivo.
Tempo di contatto Il tempo di contatto tra carbone attivo e adsorbato dovrebbe essere garantito per rendere l'adsorbimento vicino all'equilibrio e sfruttare appieno la capacità di adsorbimento.
Chimica del carbone attivo
L'adsorbimento del carbone attivo non è solo l'adsorbimento fisico, ma anche il chemisorbimento. L'adsorbimento del carbone attivo dipende non solo dalla struttura dei pori, ma anche dalla composizione chimica.
Il carbone attivo contiene non solo carbonio, ma anche una piccola quantità di ossigeno e idrogeno, come carbonile, carbossile, fenolico, lattone, chinone ed etere, che sono chimicamente legati e funzionalizzati. Queste superfici contengono ossidi e complessi, alcuni dei quali derivano da derivati delle materie prime, alcuni dei quali sono formati dall'azione di aria o vapore durante e dopo l'attivazione. A volte sulla superficie si formano solfuri e cloruri. Nel processo di attivazione, i minerali contenuti nelle materie prime sono concentrati nel carbone attivo per diventare cenere. I componenti principali delle ceneri sono i sali di metalli alcalini e alcalino-terrosi, come il carbonato e il fosfato.
Questi contenuti di ceneri possono essere ridotti mediante lavaggio o decapaggio.
Attività catalitica del carbone attivo
Il carbone attivo mostra l'attività catalitica in molti processi di adsorbimento, mostrando l'attività del catalizzatore. Ad esempio, carbone attivo adsorbito diossido di zolfo attraverso l'ossidazione catalitica a tre ossidi di zolfo.
Il carbone attivo ha attività catalitica per una varietà di reazioni, come la formazione di fosgene da cloro e monossido di carbonio, a causa della presenza di specifici ossidi o complessi superficiali.
A causa della formazione di complessi tra il carbone attivo e il vettore, questo catalizzatore complesso può aumentare notevolmente l'attività catalitica. Ad esempio, il carbone attivo supportato da palladio può catalizzare l'ossidazione delle olefine anche senza la presenza di catalizzatore di sale di rame, e ha alta velocità e selettività.
Il carbone attivo può essere utilizzato come supporto del catalizzatore grazie alla sua struttura dei pori ben sviluppata, all'enorme area interna, alla buona resistenza al calore, alla resistenza agli acidi e alla resistenza agli alcali. Ad esempio, in chimica organica, idrogenazione, deidrogenazione, ciclizzazione, isomerizzazione e altre reazioni, il carbone attivo è un buon trasportatore di platino, catalizzatore di palladio.
Proprietà meccaniche del carbone attivo
(1) Dimensione delle particelle: è stato utilizzato un set di metodi di setacciatura standard per calcolare il peso del carbone attivo rimasto e passato attraverso ogni setaccio, indicando la distribuzione delle dimensioni delle particelle.
(2) Densità statica o densità apparente: il peso del carbone attivo per volume unitario del volume dei pori alimentari e del volume dei pori intergranulare.
(3) Densità del volume e densità delle particelle: il peso del carbone attivo per volume unitario del volume dei pori alimentari senza volume dei pori alimentari.
(4) forza: la resistenza allo schiacciamento del carbone attivo.
(5) resistenza all'usura: resistenza all'usura o resistenza all'abrasione.
Queste proprietà meccaniche hanno un impatto diretto sull'applicazione del carbone attivo, come ad esempio: la densità influisce sulle dimensioni del contenitore; la dimensione della polvere di carbonio influisce sulla filtrazione; la distribuzione delle dimensioni delle particelle influisce sulla resistenza del fluido e sulla perdita di carico; lo schiacciamento influisce sulla durata del carbone attivo e sulla rigenerazione del carbonio di scarto.
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