惠州活性炭之高效耐水蜂窝状活性炭

活性炭是一种优良的吸附剂、催化剂和催化剂载体,活性炭的研究、生产和应用发展很快,目前应用较多的主要是粉末状、颗粒状的活性炭和活性炭纤维 。 除此之外,新型的活性炭也在积极开发之中,蜂窝状活性炭便是其中的一种。

蜂窝活性炭的研制最早见于日本的报道。 蜂窝状活性炭不但包含活性炭原有的优点,如比表面积大、独特的空隙结构、表面化学官能团稳定、抗酸碱腐蚀性、疏水性,以及失效后可再生性,等等,而且由于其独特的峰窝结构,还具有开孔率高、气体分布均匀、几何表面积更大、扩散路程短、耐磨损、抗粉尘污染能力强等优点。 与其它类型的活性炭相比,蜂窝状活性炭的最大优点在于压力损失小,在同样条件下,其阻力仅为同比颗粒活性炭的1/10左右。 基于上述优点,蜂窝状活性炭可以用于气体净化、气体储存等方面。 此外,峰窝状活性炭还可用做催化剂或催化剂载体。 蜂窝状活性炭基催化剂的制备及其应用正成为一个研究热点。

一、峰窝状活性炭的结构特性

通常的峰窝结构活性炭主要有圆柱形、椭圆柱形和正方体三种外形,它们含有正方形、圆形、六边形和三角形的通道,具有较大的比表面积和丰富的微孔结构。峰窝结构主要有三个几何特征参数:通道或腔胞的形状、通道的尺寸以及壁厚。其它特征参数如胞密度(単位表面积的胞个数)、几何表面积和空隙率,都可由前面三个参数计算得到。按制备过程的差异可以将峰窝状活性炭分为两种类型:涂层式峰窝结构和整体式蜂窝结构。整体式蜂窝结构中,在蜂窝结构形成期间添加炭或炭前驱体,因此单位体积的蜂窝结构含炭量高,但其机械性能差,结构一旦损害,重建反应器的费用昂贵。 因此,确保整体蜂窝结构的机械强度显得十分重要。涂层蜂窝结构由峰窝结构和涂在载体上的炭层组成,这种结构单位体积的蜂窝结构含炭量比整体结构要低,但它的机械特性强。对涂层蜂窝结构来说,涂层成片脱落是个问题,涂层成片脱落会造成活性炭材料減少且对上流式装置有害,并且含炭量低,一般不超出峰窝总重量的1/4。因此,涂层能否牢固地粘附在块状结构上对防止涂层成片脱落至关重要。

二、峰窝状活性炭的吸附性能

峰窝结构的吸附性能主要取决于它的几个主要材料参数和过程参数。材料参数包括炭的吸附孔隙率、蜂窝结构的壁厚和炭的含量;过程参数包括流体流速、吸附质的浓度、吸附能(吸附能取决于碳结构和吸附质的特征如分子量)。 

三、蜂窝状活性炭用途

a.适用于大风量，低浓度工厂有机废气（三苯及有毒有害气体）治理。适用于室内空气净化，餐饮油烟废气处理。空调，冰箱，复印机等除异味。并可做为催化剂载体。

b.用于气相吸附类活性炭，苯、甲苯、二甲苯、丙酮、油气、CS2等有机溶剂吸附与回收。

c.香烟过滤嘴、装修除味、室内空气净化（甲醛，苯等有害气体的去除），工业用气的净化（如CO2，N2等）。

d.石化行业生产、天然气净化、脱硫、除臭、废水的治理。

e.生化、油漆工业、地下场所、皮革工厂、动物饲养场所的空气净化、脱臭。

f.烟道气的臭气吸附，硫化物吸附，汞蒸汽的去除、降低戴奥辛的生成。

四、峰窝状活性炭的总结

峰窝状活性炭是一种新型的活性炭,它不仅包含活性炭原有的优点,而且由于其具有独特的峰窝结构, 因此峰窝状活性炭还具有开孔率高、气体分布均匀、几何表面积更大、扩散路程短、耐磨损、抗粉尘污染能力强等优点,与其它类型的活性炭相比,峰窝状活性炭的最大优点在于圧力损失小。 基于上述优点,峰窝状活性炭可以用于气体净化,气体储存等方面。 此外,它还可用做催化剂载体,峰窝状活性炭基催化剂的制备及其应用正成为一个研究热点。

峰窝活性炭在 NO2、 SO2去除方面的研究与应用情况已经展现出良好的效果。 但是目前国内关于峰窝活性炭的研究报道相对较少,随着人们对其结构和性能的认识和研究的不断深入,峰窝活性炭材料必将得到大力的推广和应用 。

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