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活性炭是自二十世紀初即被發(fā)現(xiàn)可用在做為水處理用。它是一個具有多孔狀組織的炭,這些孔就是用來增加活性炭吸附雜質的表面積。炭化物質的物性與它的原材料和處理過程的好壞有*的關系。目前常見的炭有以煤、樹木、椰子殼為原料。椰殼燒結而成的炭具有較好的穩(wěn)定性、孔的分布及表面積都較其他種類的炭來得佳,這些特性使得它在水處理上有良好的表現(xiàn)。活性炭按形狀來分可以分為柱狀活性炭、顆?;钚蕴?、粉末活性炭和蜂窩活性炭,其中顆?;钚蕴坑帜芊譃閮煞N:柱狀破碎活性炭和原煤破碎活性炭。顆?;钚蕴吭谏a的過程中,都會經過炭化、活化工藝。炭化主要是將活性炭中的揮發(fā)分和焦油通過高溫燃燒去除,使其形成二次孔隙結構并賦予能經受活化的強度,炭化結果好壞直接影響活性炭的質量。而活化是利用氣體進行炭的氧化反應,使炭化物的表面受到侵蝕,其細孔結構更加發(fā)達的過程,一般用高溫蒸汽活化。6,六看外包裝:外包裝的活性炭必須密封,否則會無效,外包裝的透氣產品不宜購買。活化是制造活性炭的關鍵步驟,將決定活性炭的碘值、亞甲藍、孔徑分布、強度等參數。
按原料來源分
1. 木質活性炭
2. 獸骨 / 血活性炭
3. 礦物質原料活性炭
4. 其它原料的活性炭
5. 再生活性炭
按制造方法分
1. 化學法活 性炭(化學炭)
2. 物理法活 性炭(物理炭)
3. 化學–物理法或物理–化學法活性炭
按外觀形狀分
1. 粉狀活性炭
2. 顆粒活性炭
顆粒活性炭常常應用于吸附分子,顆粒活性炭吸附性決定應用性,而吸附性和各種炭型的孔大小分布相關。以水蒸氣活化的泥煤基、 褐煤基和椰殼基粉狀活性炭為例:泥煤基活性炭具有微孔和中孔,顆?;钚蕴靠晒┒喾N應用;褐煤基炭具中孔較多,顆?;钚蕴慷疫€有較大的中孔,提供優(yōu)良的可入性;粒狀碳可以再生和再利用,并且在再生過程中被吸附的有機物質在沒有污泥的情況下被燒掉。椰殼基顆?;钚蕴恐兄饕俏⒖祝瑑H適用于低分子的去除。
活性炭微觀結構對玉米朊脫色效果的影響
玉米朊是玉米的主要儲藏蛋白,具有良好的耐水耐油性、阻氧性、可成膜性、生物相容性,被視為理想的鮮食保鮮以及糖果和藥片的包壁材料。目前,商業(yè)玉米朊的制備常采用有機溶液浸提法,該方法在獲得玉米朊的同時會使玉米黃粉中的色素和異味物質溶出,導致玉米朊呈現(xiàn)黃色,影響包壁時的透明度和色澤,限制其在食品和醫(yī)學領域的應用。因此,對玉米朊的脫色處理十分必要。木質活性炭,又分為杏殼活性炭,棗殼活性炭,核桃殼活性炭,椰殼活性炭,木質柱狀活性炭,木質粉狀活性炭等。
1.活性炭的靜態(tài)吸附效果分析
經ACP脫色后的色素吸附率和玉米朊的損失率分別為77.31%和24.80%,而ACD的色素吸附率和玉米朊損失率分別為67.27%和26.12%。由此可知,ACP的脫色效果要優(yōu)于ACD。以ACD為吸附劑,玉米朊復溶溶液和萃取液為吸附對象時,經活性炭脫色后,兩種吸附對象玉米朊中的色素含量分別為6.560×10-2μg/mg和6.620×10-2μg/mg,無顯著性差異(P>0.05)。因此,玉米朊生產企業(yè)可對玉米朊萃取液直接進行脫色處理。Ⅲ球形活性炭球形活性炭,顧名思義是圓球形的活性炭,它的制取方法與柱狀炭類似,但有成球過程。
2.活性炭的結構表征
ACD顆粒塊狀較多,顆粒大小比較集中;ACP顆粒桿狀較多,這可能增加脫色后活性炭分離的難度。ACD和ACP表面均含有豐富的孔結構。ACP結構向活性炭內部延伸,表面呈現(xiàn)蜂巢狀,屬中空結構;以煤基活性炭為主,國內煤基活性炭生產企業(yè)主要分布在山西省,寧夏回族自治區(qū)和華北地區(qū)等煤炭資源豐富的省份。ACD顆粒表面有褶皺和凹陷現(xiàn)象,但孔結構不明顯。這些現(xiàn)象可能表明ACP比表面積更大,吸附能力更強。通過掃描電子顯微鏡圖可大致了解兩種活性炭的表面形貌及孔數量的多少,但無法辨別出活性炭的中孔和微孔。
2.2孔隙結構分析
ACD和ACP對氮氣的吸/脫附等溫線呈閉環(huán)形,高壓范圍內出現(xiàn)明顯的滯后環(huán)。說明ACD和ACP對氮氣的吸/脫附等溫線屬于Ⅱ型等溫線,且兩種活性炭中存在大量的中孔結構,因此,ACD和ACP的孔結構為微孔和中孔混合結構。ACP具有較高的總比表面積(大于1400m2/g)和總孔容積(大于1.3cm3/g),微孔和中孔容積占總容積總量30%和70%左右,微孔表面積占總表面積的一半以上,表明ACP的微孔和中孔結構發(fā)達,因此具有較強的吸附性能。ACD的比表面積僅為ACP的1/2左右,但脫色效果僅略遜于ACP,說明活性炭表面積大小和孔隙的分布情況不能單一的用來判定活性炭對玉米朊的脫色效果。畢竟,過濾器的體積是有限的,因此它將不會使用很多天并且會飽和。