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❖ 20年代初期在欧洲，活性炭的用途已扩大到矿物油、 植物油和化学药品的精制。
❖ 1926年以后，活性炭制法研究集中在荷兰，而理论方 面研究集中在德国。
❖ 1929年以后，在美国开始把粉状活性炭用于水处理(每 年2000-3000 t)。这时原料使用相当广泛，扩展到用果 壳、核、泥煤等。活化方法也多种多样，理论研究进 一步深化。
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❖ 1938年布朗诺尔、埃米特、泰勒(Brunauer, Emmett, Teuer) 3人在朗格谬尔(Langmuir)动力学 吸附理论的基础上，提出了多分子层吸附理论(简称 BET理论)和著名的BET方程。
❖ 1943年美国匹斯堡活性炭公司(现在的Calgoh公司) 首次采用烟煤压块、水蒸气活化工艺制造军用活性 炭。
果壳（果核）活性炭：以椰子壳、橄榄壳、核桃壳、杏 核等制成的活性炭。
• (2)、矿物质原料活性炭
煤质活性炭：以褐煤、泥煤、烟煤、无烟煤 石油类活性炭：以沥青等为原料炭。
• (3)、其它原料的活性炭
含碳的有机废料和农业副产品，例如稻壳、稻草、甘蔗渣、 纸浆废液、塑料、合成树脂等
• (4)、再生活性炭： （Reactivated Carbon）,与原活性炭
❖ 第二阶段:扩大原有孔隙。在此阶段，暴露出来的基本微晶表面上的C原 子与活化气体发生氧化反应被烧失，使得打开的孔隙不断扩大、贯通及 向纵深发展。
❖ 第三阶段:形成新的孔隙。微晶表面C原子的烧失是不均匀的，同炭层平 行方向的烧失速率高于垂直方向，微晶边角和缺陷位置的C原子即活性 位更易与活化气体反应。同时，随着活化反应的不断进行，新的活性位 暴露于微晶表面，于是这些新的活性点又能同活化气体进行反应。微晶 表面的这种不均匀的燃烧不断地导致新孔隙的形成。
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气体活化过程中的化学反应
❖ C+2H2O一2 H2 + CO2一79. 6kJ ❖ C十H2O一H2 +CO一542. lkJ ❖ C+CO2一2CO一712. 7kJ
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(2) 化学药剂活化
❖ ZnCl2氯化锌法 ❖ 原料与浓氯化锌溶液进行混台，让氯化锌浸渍，
然后在回转炉中隔绝空气加热~600-700℃，由于 氯化锌的脱水作用，原料里的氢和氧主要以水蒸 气的形式放出，形成多孔性结构发达的炭。
(Virgin Active Carbon)相区分。
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活性炭制备方法
(1)、气体活化（炭化+活化）
采用水蒸气、烟道气(主要成分为C02)、空气等含氧气体或混合 气体作为活化剂。
炭化：分解反应、氧键断裂反应，脱氧反应。链状分子、
芳香族分子经过炭化形成三向网状结构的炭化物。
活化：炭化物的吸附能力低，细孔被杂质堵塞等原因所
和D-A (Dubinin-Astakhor)方程
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体积填充理论
❖ 吸附剂的孔按规定分为大孔 ( > 5 0 n m )、中孔 ( 2 ~ 5 0nm )和微孔 ( < 2n m )。蒸气在大孔中的吸附 可用 B E T 多分子层吸附理论描述 ;在中孔中,可认 为先进行多分子层吸附再进行毛细冷凝 ;在微孔中 的吸附 ,一般用杜宾宁D ub i n i n等的微孔容积填充 理论 ( T V F M )描述。
0.175mm的活性炭通称粉状活性炭或粉状炭。 ❖ 粉状活性炭是非常微细的粉末，绝大部分可通
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❖ 粉末活性炭
❖ 颗粒活性炭
❖ 纤维编活辑课性件 炭
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活性炭雕
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比较碳与炭的区别：
“碳”：是元素的名称，是核电荷数为6的一 类原子的总称。比如：碳元素、碳单 质、含碳化合物、一氧化碳。
“炭”： 表示由碳元素组成的某种物质—木炭、 活性炭、焦炭、炭黑等。 炭是黑炭类的统称：
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活性炭工业历史与现状
❖ 长沙马王堆出土的汉墓木椁用木炭来吸潮、防腐， ❖ 明朝李时珍在《木草纲目》中记述果核烧炭可治疗腹泻和肠
胃病。 ❖ 1785年，洛维茨证实木炭能使某些液体脱色。这一发现导致
木炭于1794年在英国精制糖厂中首次获得工业应用。 ❖ 1913年用氯化锌活化法生产出防毒面具用的粒状活性炭。
❖ 与之类似的还有KOH编、辑课H件3PO4等。
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（3）、气体、药剂联合法
❖ 不同的原料+不同制备方法的组合可以对活性炭 的孔隙结构进行调控，从而制取许多性能不同的活 性炭。这种联合方法是许多年来及今后相当长时期 内世界各国活性炭工作者非常关注的活性炭制取方 法。
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活性炭的外观分类
❖ （1）、粉状活性炭 一般将90%以上通过80目标准筛或粒度小于
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目前活性炭的发展
❖ 为保护环境和节省能源，活性炭用途已扩大 到空气净化、废水处理、香烟滤嘴、制糖等 方面。
❖ 原料来源转向煤、石油。目前其中以煤为原 料加工制成的活性炭占60%以上。
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活性炭的理论发展
❖ 吸附理论和空隙结构研究 ❖ 体积填充理论 ❖ 计算活性炭孔分布的D-R ( Dubinin-Radushkevioh)
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微孔容积填充理论
❖ 绝大多数吸附理论均认为吸附过程发生在吸附剂表 面。但是,对有些微孔介质(如活性炭等),其孔径尺寸 与被吸附分子的大小相当,吸附则可能发生在吸附剂 的内部空间,即吸附是对微孔容积的填充而不是表面 覆盖。
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活性炭原料
• (1)、木质活性炭：以木屑、木炭等制成的活性炭。
活性炭
❖ 第一节 、活性炭的概述
❖ 第二节、活性炭的微观结构
❖ 第三节、活性炭的吸附性能
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第一节 、活性炭的概述
❖ 活性炭（AC: activated carbon）是由含碳材料制成 的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、表面积大，吸 附能力强的一类微晶质碳素材料。
❖ 表观密度约0.08～0.45。含碳量10%～98%。
致．活化阶段：900℃下暴露于氧化性气体介质中，除去被吸 附质，使被堵塞的细孔开放；并使细孔和通路扩大。
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活化具体过程
❖ 第一阶段:开放原来的闭塞孔。即高温下，活化气体首先与无序碳原子及 开，将基本微晶表面暴露出来。