德扑圈官网_登录网址_德扑圈官网app下载_注册
地址:河南省鞏義市西村鎮工業區
手機:13140197222
聯系人:周經理
郵編:451200
網址:www.w6kn8c3.top
幫助支持
當前位置:柱狀活性炭 > 幫助支持 > 正文

活性炭吸附VOCs氣體有哪些?

作者:柱狀活性炭 日期:2018-08-10 9:58:40 人气:

活性炭吸附VOCs氣體有哪些

活性炭的炭粒中有細小的孔-毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力,由于炭粒的表面積很大,所以能與氣體充分接觸,當這些氣體進入毛細管就很容易被吸附,起淨化氣體作用。活性炭吸附多爲物理吸附,過程可逆。當吸附達到飽和後可用熱空氣或水蒸氣脫附,實現活性炭的循環使用。

在實際應用中需根據被吸附分子的大小選擇不同孔徑的活性炭。吸附過程常采用兩個吸附器,當一個進行吸附時,另一個進行脫附,以保證吸附過程的連續。活性炭吸附法最適合處理濃度爲(300-5000)×10-6的有機廢氣,但是也有一定的使用限制。部分含酮、醛、脂等高活性物質會與活性炭反應,使得活性炭炭孔堵塞而無法使用。此外,活性炭容易飽和,導致吸附效率低,頻繁更換導致的費用增加也限制了它的推廣應用。爲了克服上述缺點,人們正在尋找行之有效的活性炭表面改性方法。

(1)改性活性炭

常用的改性方法有氧化、還原及負載雜原子和化合物等。

氧化改性法使用HNO3,H2SO4,HCl,HClO,HF,H2O2和O3等强氧化剂处理活性炭表面,提高酸性基团的含量。华东理工大学研究所对蜂窝状活性炭的吸附性能进行了改性研究。研究结果表明,活性炭经盐酸处理后可以提高活性,延长穿透时间。这是因为酸可以去除活性炭中无吸附能力的灰分。但酸的浓度不能太高,否则会破坏活性炭的部分微孔结构,造成吸附性能下降。 Chiang等人对活性炭进行臭氧氧化后,测定活性炭的比表面积从(783±51)m2/g增加到(851±25)m2/g。

改性活性炭

還原改性是對活性炭用H2和N2進行高溫處理或氨水浸漬,提高活性炭表面堿性基團的含量。如高尚愚采用還原法對活性炭進行改性,增強了其對苯酚的吸附能力。

負載雜原子及化合物則是通過液相沈積的方法在活性炭表面引入特定雜原子和化合物,增強活性炭的吸附性能。Chiang采用Mg(NO3)2和Ba(NO3)2處理活性炭,增加了活性炭對醋酸的吸附容量。

为了达到特定的吸附目的,人们还研究出了其它的改性方法。如针对高湿度应用条件,可将活性炭改性为表面疏水。日本的Nakanishi yoichiro将活性炭用三甲基氯硅烷汽化处理一定时间后,再撤离气氛,然后在真空下加热活性炭,就可制得表面疏水的活性炭。名古屋大学的 KATANI MASANOBU等人为了提高活性炭在低温条件下的化学活性,在678-873K的温度下,加入NaOH和KOH(与活性炭的重量比为1-4),然后再用浓度为1-13mol/L的硝酸处理12-24h,最后用水清洗、干燥,获得了在低温条件下具有较高活性的活性炭为了提高对SO2的吸附容量,大連理工大學對活性炭進行了改性制備。首先對活性炭進行預處理:將杏仁殼活性炭用蒸餾水煮沸1h,再于90℃下真空幹燥3h。按照等體積浸漬法(1mL的溶液對應1g活性炭)將一定量的質量分數分別爲2%,5%,8%,10%和12%的改性試劑擔載到活性炭上,在110℃下烘4h。結果表明,將Na2CO3, NaHCO3,NaOH和K2CO3擔載到活性炭上均能有效地提高活性炭的硫容量,其中w(Na2CO3)=10%的改性活性炭的硫容量最大,扶江、張遠等人采用浸漬改性活性炭對SO2廢氣脫硫進行實驗研究,結果表明:分別經過Kl,Zn(NO3)2,HNO3改性的活性炭的吸附效果較好。榮海琴等人認爲熱處理可以脫除活性炭表面的雜原子而在表面留下許多活性位,從而提高吸附容量,實驗結果表明,適合的熱處理溫度爲500℃。

(2)活性炭纖維

活性炭纖維是20世纪70年代发展起来的一种新型、高效、多功能的纤维状吸附材料,它具有大量分布的狭窄和均匀的微孔及巨大的比表面积,对有机物的吸附容量大,吸附效率高,且吸脱附速度快,再生容易,并耐热、耐酸、耐碱,适应性强,导电性和化学稳定性好,且可加工成任何形状,具有广阔的应用前景。

活性炭纖維

纤维状活性炭是由各种高分子纤维,如纤维素系、丙烯晴系、酚醛系纤维、沥青系、聚乙烯醇系经碳化、赋活处理而制成所得活性炭纖維的比表面积为1000-3000m2/g,單位質量所含細孔體積爲0.6-1.9cm3/g,孔径均一,大部分为适合气体吸附的0.002μm的小孔,因此具有更有效的比表面,活性炭纖維的孔道比普通活性炭的短,使吸附脱附的速率提高。据文献记载,活性炭纖維的吸附脱附能力为一般粒状、粉末状活性炭的400倍以上。许多工程实践都证明,活性炭纖維对有机废气的吸附可达92%-98%,而且使用寿命长,在同等条件下,其寿命是普通颗粒活性炭的3-4倍,使设备的年均使用费用大大降低。

日本在1993年就申请了合成纤维状活性炭的专利,其中酚醛系活性炭纖維制法是:将酚类和醛类化合物在酸性催化剂作用下反应生成可溶可熔酚醛树脂,纺丝制成尚未硬化的酚醛树脂纤维,在酸性催化剂作用下与甲醛作硬化处理,然后在1100-1200℃下炭化、活化即可制成高性能活性碳纤维。其中炭化条件直接影响到产品的产率和性能,随炭化温度的升高,表面积增大而平均孔径则有所下降。活化反应是使活性碳纤维生成丰富的微孔及形成含氧官能团的主要过程,活化温度对活性炭纖維的性能影响较大,可通过选择合适的前驱体、活化剂、反应条件等来调整孔的结构和比表面的大小。

P Navarre等人利用碳纤维材料对二甲苯和乙酸乙酯进行吸附处理,着重研究了不同碳纤维、纤维层数、不同气体以及气体浓度间的关系对吸附效果的影响,取得了一定的成果。孙彤等人用活性炭纖維作为吸附材料,以恒温恒压的空气作载气,考察了温度、气体流速、气体浓度3个因素对吸附量的影响。结果表明,温度对活性炭纖維的平衡吸附量的影响最大,随着温度的升高,活性炭纖維对醋酸丁酯的平衡吸附量下降。

对活性炭纖維进行改性,可满足对特定物质的高效吸附转化。由于炭的表面原子呈不饱和结构,有其独特的表面化学性能活性炭纖維在微晶状态下,当温度一定时易于发生氧化反应,使得表面结合羧基、卤素、氮元素等。为了克服高湿度天气的影响,可以通过900℃高温处理来减少活性炭纖維表面的亲水基,提高吸附VOCs的能力。目前,活性炭纖維虽然价格较高,制备工艺还不成熟,但随着研究的深入,活性炭纖維的工艺条件可以得到进一步的完善,从而使它发挥更大的作用。

綜上所述:揮發性有機廢氣已經越來越嚴重地影響著人類的生存環境,廢氣治理的問題已經刻不容緩。相信經過人們的不斷努力,日後將會研究出更加先進合理的治理方法。正如美國國家環境保護署(EPA)所指出的,活性炭吸附是去除VOCs“可采用的最好技術”活性炭作爲一種具有強大潛力的吸附劑,經過人們的深入研究,必將在VOCs治理方面發揮更大的作用。

本文網址:
最新資訊
木質活性炭可增進醋的風味改善香味
活性炭的有效期是多久?怎麽樣能延長使用時間?
活性炭甲醛有用嗎?如何使用更好
哪種活性炭比較好?
柱狀活性炭的体积如何计算呢?
椰壳柱狀活性炭制作工艺流程
净化空气柱狀活性炭和净化水柱狀活性炭区别
魚缸中放活性炭的作用是什麽?
活性炭在淨水處理中的問題和解決指施
活性炭在水處理中有何作用