活性炭的分類
活性炭是一種由含碳材料制成的外觀呈黑色,內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、比表面積大,吸附能力強的一類微晶質(zhì)碳素材料。它是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體,廣泛應(yīng)用于幾乎所有的國民經(jīng)濟部門和人們的日常生活。
由于原料來源、制造方法、外觀形狀和應(yīng)用場合不同,活性炭的種類(品種)很多,到目前為止尚無精確的統(tǒng)計材料,估計世界上活性炭品種不下千種。
1.1 按原料來源分
1.1.1 木質(zhì)活性炭
木質(zhì)活性炭是指由木材、農(nóng)作物秸桿、竹材及其加工廢棄物和果殼為原料制造的活性炭產(chǎn)品。
1.1.2 獸骨、血炭
利用獸骨、血為原料,按照一定方法制成的炭(有的含碳量只有百分之十幾)也具有不差的吸附性能,嚴格意義上來說這種產(chǎn)品不能算作活性炭。但人們往往也習慣把它稱作活性炭。
1.1.3 礦物質(zhì)原料活性炭
這一類活性炭主要是指由各種煤和石油及其加工產(chǎn)物(包括煤焦油、煤瀝青、煤半焦、石油烴類、石油渣油、石油瀝表、石油焦等)為原料制成的活性炭。
1.1.4 其它原料的活性炭
為了科學研究和特殊用途的需要以及擴大活性炭原料來源,也可以用合成樹酯、廢橡膠、廢塑料、生活和工業(yè)垃圾中的有機物等為原料制造活性炭。
現(xiàn)在還有用金屬碳化物為原料,將金屬除去而制造中孔特別發(fā)達的活性炭。
1.1.5 再生活性炭
為了充分利用資源,許多在不同場合對已經(jīng)使用過且已失去吸附活性炭經(jīng)過不同方法的加工又恢復了全部或部分吸附性能,進行重復使用。使失去吸附性能的活性炭復吸附活性的過程叫活性炭再生,經(jīng)過再生過程加工的活性炭叫再生活性炭。再生方法有熱再生、化學洗脫、溶劑萃取再生、生物再生等。
1.2 按控制造方法分
1.2.1 化學法活性炭(化學炭)
將含碳原料與某些化學藥品混合后進行熱處理,制取活性炭的方法叫化學法。用化學法生產(chǎn)的活性炭又稱為化學法活性炭或化學炭。
可以作為化學法的化學藥品又稱作活化劑,活化劑有氯化鋅、氯化鈣、碳酸鉀、磷酸、磷酸二氫鉀、硫化鉀、硫酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、硼酸等,總之許多酸、堿、鹽都可以用作活化劑,主要從活性炭的性能和經(jīng)濟性來考慮采用何種活化劑。
一般說來,化學炭的孔隙中次微孔、中孔(即孔直徑或孔寬大于1.5納米的孔隙)較發(fā)達,主要用于液相吸附精制和溶劑回收的氣相(蒸汽)吸附場合。
化學法制造活性炭由于加入了化學藥品在制造過程中應(yīng)當極其重視環(huán)境保護以及產(chǎn)品中可能存在微量非原料帶入的元素的影響問題。
1.2.2 物理法活性炭
以炭為原料,用水蒸汽、二氧化碳、空氣(主要是氧)或它們的混合物(煙道氣)為活化介質(zhì),在高溫下(600~1000℃)進行活化制取活性炭的方法叫物理法。物理法制造的活性炭叫物理法活性炭,也稱作物理炭。
一般說來物理炭的微孔(孔直徑或孔寬小于1.5納米的孔隙)發(fā)達,主要用于氣相吸附場合或小分子液相吸附場合。
1.2.3 化學--物理法或物理--化學法活性炭
在了解化學炭和物理炭的同時,還應(yīng)當提及化學--物理法或物理--化學法活性炭。選用不同的原料和采用不同的化學法與物理法的組合可以對活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)進行調(diào)控,從而制取許多性能不同的活性炭。這種化學--物理法或物理--化學法是許多年來及今后相當長時期內(nèi),世界各國活性炭工作者非常關(guān)注的活性炭制取方法。
1.3 按外觀形狀分
1.3.1 粉狀活性炭
一般將90%以上通過80目標準篩或粒度小于0.175mm的活性炭通稱粉狀活性炭或粉狀炭。粉狀炭在使用時有吸附速度較快,吸附能力使用充分等優(yōu)點,但需專有的分離方法。隨著分離技術(shù)的進步和某些應(yīng)用要求的出現(xiàn),粉狀炭的粒度有越來越細化的傾向,有的場合已達到微米甚至納米級。
1.3.2 顆;钚蕴
通常把粒度大于0.175mm的活性炭稱作顆料活性炭。
顆料活性炭又分為下列幾種。
1.3.2.1 不定型顆料活性炭
不定型顆料活性炭一般由顆料狀原料經(jīng)炭化、活化,然后破碎篩分至需要粒度制成,也可以用粉狀活性
炭加入適當?shù)恼辰Y(jié)劑經(jīng)適當加工而成。
1.3.2.2 園柱形活性炭
園柱形活性炭又稱柱狀炭,一般由粉狀原料和粘結(jié)劑經(jīng)混捏、擠壓成型再經(jīng)炭化、活化等工序制成。也可以用粉狀活性炭加粘結(jié)劑擠壓成型。柱狀炭又有實心和中空之分,中空柱狀炭是柱狀炭內(nèi)有人造的一個或若干個有規(guī)則的小孔。
1.3.2.3 球形活性炭
球形活性炭故名思義是園球形的活性炭,它的制取方法與柱狀炭類似,但有成球過程。也可以用液態(tài)含碳原料經(jīng)噴霧造粒、氧化、炭化、活化制成,還可以用粉狀活性炭加粘結(jié)劑成球加工而成。球形活性炭也有實心和空心球形活性炭之分。
1.3.3 其它形狀的活性炭
除了粉狀活性炭和顆粒活性炭兩大類外,還有其他形狀的,如活性炭纖維、活性炭纖維毯、活性炭布、蜂窩狀活性炭、活性炭板等等。