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果壳活性炭的液相吸附评价与测定

2017-11-28 08:51:14 益达滤材 阅读

   果壳活性炭由于其微孔兴旺,并且微孔孔径分布宽,具有疏水性、耐酸、耐碱、耐高温,因而广泛运用于国民经济各个领域。从国防工业中防毒面具,到民用工业中净水剂,几乎处处用到活性炭。大到生物工程中发酵液的精制、药品精制、化工原料精制、食物中氨基酸精制等;汽车工业尾气处理,能源工业上发电厂脱硫、天然气脱硫,环境保护、水资源保护中废水处理、上水处理;电子工业中的大容量电容器上运用;小到冰箱除臭,卷烟滤嘴,脱臭鞋垫等等。

    果壳活性炭的运用分为两大类,气相和液相。脱色和水处理是比较典型的液相吸附,常用粉状活性炭颗粒活性炭。水处理现在已越来越遭到政府和民众的重视。

    为了有用运用果壳活性炭,下降处理本钱,有必要合理选择和运用活性炭。要有用选择活性炭,就应对活性炭的好坏进行评价。

液相吸附评价

    果壳活性炭液相吸附首要是指对液相中有害污染物,包括色素、生物可降解物、有机大分子化合物、酚类、芳香径、腐值酸、有害元素进行脱除。

    不同类型的活性炭,对不同类型的被脱除物质的脱除效能有极大差异。活性炭生产厂厂家现在广泛运用活性炭对碘、亚甲基蓝、糖密、焦糖、赤鲜红、单宁酸等的吸附值巨细来评价活性炭功用。由于评价方法许多,生产厂家和运用厂家无所适从,现在被广泛招认的是美国材料实验协会(ASTM)拟定的液相等温线法测定活性炭吸附才华的标准方法ASTM D3860[1]。

测定果壳活性炭吸附的方法

    美国材料实验协会(ASTM)拟定的液相等温线测定活性炭吸附才华的标准方法ASTM D 3860,是一个测定液相吸附才华的底子方法。其它测定活性炭液相吸附才华的方法均由此法延伸或派生出来。

    ASTM D3860是根据弗伦德利希(Fre-undlich)吸附等温方程,

    在双对数坐标纸上,以平衡浓度C为横坐标,X/M为纵坐标,将各实验点连接起来为一直线,不同类型的炭对某一被吸附物有其自己的特性线。由此能够比较出各种炭对某吸附物的吸附功用好坏。

碘值的测定

    碘元素的分子质量为254,分子直径一般认为是0.49~0.53nm。是比较小的分子,把碘看作是在液相中活性炭对小分子物质吸附才华和活性炭内微孔多寡的衡量方针。ASTM D 4607,拟定了碘吸附的测定方法,此法是根据液相等温线方法,用3个炭样绘出拟合线。规矩为剩余浓度C=0.02mol/L时,X/M为碘吸附值。

    美国水业协会(AWWA)对碘吸附值的规矩是以一个炭样按剩余浓度乘以校正系数,类似于剩余浓度为0.02mol/L时的碘吸附值。我国的国家标准《煤质颗粒活性炭实验方法》GB/T7702-1997[2]底子参照ASTM D 4607,《木质活性炭实验法》GB/T12496-1999[3]底子参照ANSL/AWWA。

酚值的测定

    酚值的测定是果壳活性炭用于含酚废水处理时的一个衡量方针,美国水业协会ANSI/AWWA标准规矩是按液相等温线吸附经修改的方法,该方法要求活性炭浓度以g/L核算,即苯酚溶液浓度从200mg/L降到20mg/L所需活性炭的浓度的为酚值[4],所以,美国水业协会ANSL/AWWA所述酚值是活性炭对苯酚吸附越差,所需活性炭浓度越高,酚值越高;反之,活性炭对苯酚吸附越好,所需活性炭浓度越低,酚值越底。我国GB/T7702-1997,GB/T12496-1999均规矩初始苯酚浓度为1g/L,炭样为0.2g时吸附的苯酚量定义为酚值,我国的酚值越高,活性炭对苯酚吸附越好。

亚甲基蓝吸附值的测定

    亚甲基蓝分子质量为320,分子直径为1.1~1.2nm,按国际化学会分类,活性炭的孔径大于2nm称为中孔,一般认为亚甲基蓝吸附值是测定活性炭的中孔的衡量方针,这是由于吸附剂的孔径有必要大于吸附质直径才华被吸附。

    美国ASTM没有规矩亚甲基蓝吸附值的测定方法,我国GB/T7702-1997和GB/T12496-1999均规矩了检验方法,由于亚甲基蓝极稀溶液不符合贝尔规矩(稀溶液的浓度与吸光度成正比),所以均选用标准色阶来测量后的吸附。

对大分子色素吸附的判定

    在食物工业、医药工业、酿制工业,一般选用生物发酵法(酶法)制造产品。在发酵过程中发作的各种类型的、分子巨细不同的色素,精制产品时需求脱除这些色素。国外活性炭厂(如美国、欧洲厂家)往往选用糖密值或糖密脱色指数衡量活性炭对大分子色素脱除的才华。日本则选用焦糖色历来评价脱除色素的才华。我国《煤质颗粒活性炭实验方法》GB/T7702-1997中焦糖脱色率的测定则是在定量试样与定量焦糖实验液,在规矩条件下脱除焦糖色素得出焦糖脱色率。《木质活性炭实验方法》GB/T12496-1999是根据ASTM D 3860方法,经修改核算活性炭对焦糖的脱色率。

单宁酸值的测定和标准的拟定

    单宁酸值用于衡量活性炭对地下水脱色处理中的吸附功用显得比较有用。单宁酸值高,对地下水脱色效果差;单宁酸值低,对地下水脱色效果好。

    不同果壳活性炭的单宁酸值有所不同,表1为国外几种典型活性炭的吸附功用,其酚值的表述是:要求果壳活性炭浓度以g/L核算,使标准苯酚液浓度从200mg表1国外不同种类活性炭吸附功用

单宁酸值测定方法和标准的拟定

    果壳活性炭在出口过程中,外商也常常提出测定单宁酸值(估计用于水处理中),可是国内尚无测定单宁酸值的标准方法,所以有必要拟定单宁酸值的测定方法。

    根据上所述原因林产化学工业研究所承当了单宁酸值测定方法的标准拟定。

    拟定单宁酸值测定标准首要参看美国水业协会粉状活性炭标准ANSL/AWWA B 600,再根据林化所实验条件进行修改(由组合搅拌器改为单一搅拌器)。

    核算方法的修改,根据弗伦德利希吸附等温线方程。

    对某炭单宁酸吸附实验,用AWWA方法核算出单宁酸值为360mg/L,用上述修改方法核算出单宁酸值为350mg/L。


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