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球形活性炭具有均勻光滑的外表 有流動性 易于流動 在固定床使用中 對氣體 或液體的流動阻力小 作為一種新型吸附材料它正越來越廣泛的受到重視并逐漸在各個領域 得到應用 本文概述了幾種球形活性炭的制備 性能 應用現狀以及今后的發展前景
活性炭是優質的吸附劑 具有獨特的孔隙結構和表面活性官能團 有足夠的化學穩定 性和一定的機械強度 耐高溫 耐酸堿 不溶于水和有機溶劑 并且能夠再生循環使用 根據形狀的不同 可分為粉末狀活性炭 顆粒狀活性炭 纖維狀活性炭 球形活性炭等
由于形狀上的差異和不同的吸附性能 活性炭被廣泛的應用于各個領域 球形活性炭具有獨特的 特點 外表為球形 表面光滑 耐磨性好 填充密度高 顆粒分布均勻 有利于流體勻速 通過 流動阻力小 孔徑分布易于控制 較快的吸附脫附速度以及良好的生物相容性 因此 近年來在環境保護 化學防護 生物醫學及催化劑載體等方面 球形活性炭得到了越來越的 應用 本文概述球形活性炭及其應用新進展
球形活性炭的分類
與其它形狀的活性炭相比 對球形活性炭的研究報道較少 難以進行全面系統的分類 根據目前的報道 球形活性炭按原料不同可分為三類 高分子基 煤基 瀝青基球形活性炭
1.高分子基球形活性炭
高分子基球形活性炭的制備有兩種方法 一種是由離子交換樹脂為前驅體置備球形樹 脂 再經過固化 炭化 活化即得到這種球形炭化樹脂 制造球形炭化樹脂的前驅體有苯乙 烯-二乙烯共聚物 聚丙烯酯 聚偏二氯乙烯 酚醛樹脂等
另一種高分子基球形活性炭是烏克蘭科學家提出的合成活性炭 其高分子微球的制備與球形炭化樹脂相似 然后將得到的多孔球形顆粒熱解和活化后制備出合成活性炭 其前驅體主要有苯乙烯和乙烯吡啶共聚物 苯乙烯和二乙烯苯共聚物 纖維素和聚丙烯酯共聚物 苯
酚甲醛樹脂等 合成活性炭與以天然原料活性炭有不同的性質 合成活性炭不喊礦物雜質 具有雙分散孔隙結構 次微孔和中孔 以及極窄的孔徑分布 還具有高強度 而這種高強度與燒失率無密切關系 高分子基球形活性炭機械強度高 孔徑分布較易控制 雜質含量極低 但是制造工藝復雜 原料成本高 比表面積小 廣譜吸附性能較差
2 煤基球形活性炭 煤基球形活性炭是70 年代后由日本 前蘇聯 中國等國家開發的新產品 其制造設
備和工藝較簡單 原煤經破碎 磨細后 為提高活性炭的強度和造球速度 要加入一定的粘結劑和水 然后采用圓盤式造球機滾動成型 煤基球形活性炭不用煤焦油而且造粒過程中的廢料可反復利用 減少了對人體的危害和對環境的污染 以煤為原料制備球形活性炭成本較低 但是存在灰份含量高 機械強度差 球形度低 吸附性能較差等缺點 限制了它進一步的應用
3 瀝青基球形活性炭
瀝青基球形活性炭可分為中間相微球活性炭和普通瀝青基球形活性炭 中間相微球活性炭以中間相瀝青為原料 利用熱分解過程形成中間相微球 通過溶劑抽提或離心分離的方法分離出來 進一步加工成活性炭 這種產品的比表面積高達5000m /g 可用于存儲甲烷天然氣 或用于分離CO2 和其它大氣成分普通瀝青基球形活性炭按原料可分為煤瀝青基和石油瀝青基球形活性炭 在80 年代后期逐漸進入工業化階段并在許多領域得到廣泛應用 其制備工藝如下
a.對原料瀝青有一定的要求并做加工 原料瀝青有要求 軟化點在100 -250 內 最好在150-250
b.瀝青中添加某種添加劑 以調整瀝青的粘度 流動性和軟化點 添加劑改變瀝青的理化性質 增加瀝青的流動性 降低瀝青的軟化點 降低粘結性 添加劑的種類一般選用芳香烴 要求這種添加劑能和瀝青互溶 又容易從成型的球體內部脫除 如萘等 添加劑的用量一般是瀝青重量的5%-50%
c. 用合適的方法造球 使生成的球具有預定的直徑 成球的好壞是產品的關鍵之一
常用的成球方法有三種 第一，在分散的介質中用高速攪拌的辦法使配制好的瀝青 添加劑混合 物分散成球；第二，使混合物通過噴嘴 滴到合適的液體中 如水中 形成小球冷卻 固化 第三，混合物熔融后通過噴嘴擠成長條 長條與水一起在流速0.5-5m/s 的速度下流經輸送帶 進行冷卻和拉引 形成直徑0.2-2.5mm 的細條 細條切成長徑比為1:5 的短條料 短條料放入熱水中 熱水溫度保持在混合物的軟化點之上 是短條料熔融 利用表面張力變成球型固體 在這些方法中 要使球體懸浮在液相介質中 防止粘結和成團 要加入分散劑 所用的分散劑有部分皂化聚醋酸乙烯 聚乙烯醇 甲基纖維素 聚乙烯及其鹽 聚乙二酸及醚類衍生物和內酯衍生物 淀粉凝膠等水溶性高分子化合物 使用時既可以選用上述的一種或兩種也可以與其它的表面活性劑配合使用 分散劑在水中的濃度在0.05-5%范圍
d.用抽提的方法或氣相揮發的方法把球體內部的添加劑脫除 以形成具有多孔性的 瀝青球
e. 對瀝青球進行不熔化處理 最后進行炭化和活化 瀝青基球形活性炭機械強度高 雜質含量低 球形度高 表面光滑 廣譜吸附性能好且原料瀝青來源豐富 價格低廉 但其制備工藝和設備較復雜 瀝青球的不熔化處理階段仍然存在一些技術問題 實際應用中常用的氣相氧化處理時間長能耗大 制約了其產量 若采液相氧化處理,得到的球形活性炭的生產：http://www.kaibiyuan.com
球形活性炭的詳細說明：0371-66550698 13283716821
QQ：1026253943 李小姐
