?活性炭作為一種經(jīng)特殊處理的炭材料,具有獨特的結(jié)構(gòu)和廣泛的應用領域。以下是關于活性炭的主要結(jié)構(gòu)、規(guī)格及性能的詳細介紹:
?

一、活性炭的主要結(jié)構(gòu)
①微觀結(jié)構(gòu):
孔隙結(jié)構(gòu):活性炭的微觀結(jié)構(gòu)主要由無數(shù)的微小孔隙組成,這些孔隙的直徑大多在2~50nm之間,形成了發(fā)達的微孔、中孔和大孔結(jié)構(gòu)。微孔(孔徑小于2nm)占據(jù)了活性炭比表面積的絕大部分(95%以上),是吸附作用的主要場所;中孔(孔徑在2~50nm)作為較大分子的吸附位,對吸附過程也有重要貢獻;大孔(孔徑大于50nm)則主要作為吸附質(zhì)分子到達微孔和中孔的通道。
晶體結(jié)構(gòu):活性炭由石墨微晶、單一平面網(wǎng)狀碳和無定形碳三部分組成。其微晶結(jié)構(gòu)的層間距較大(0.34~0.35nm),使得活性炭在高溫下也難以轉(zhuǎn)化為石墨,這種非石墨微晶結(jié)構(gòu)賦予了活性炭發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)。
②表面結(jié)構(gòu):
活性炭表面具有較大的表面積,每克活性炭的表面積可達500~1500m2,這為吸附作用提供了豐富的表面位點。
活性炭表面還存在豐富的化學基團,如羰基、羧基、酚類、內(nèi)酯類等,這些基團的存在不僅影響了活性炭的吸附性能,還使其在某些反應中表現(xiàn)出催化活性。
二、活性炭的規(guī)格
活性炭的規(guī)格因應用場景和目的而異,常見的規(guī)格包括:
①顆?;钚蕴浚℅AC):
呈顆粒狀,一般采用粉末狀木質(zhì)炭或煤質(zhì)炭為原料,經(jīng)過破碎、篩分、洗滌和干燥等工藝制備而成。
規(guī)格多樣,如1-2mm、2-4mm、4-8mm等不同粒徑的規(guī)格,適用于各種水處理場合。
②粉末活性炭:
粒徑一般小于100目,具有高比表面積和強大的吸附能力。
適用于去除水中的有機物、重金屬離子、氨氮等有害物質(zhì)。
③蜂窩活性炭:
結(jié)構(gòu)緊密,具有高比表面積和良好的吸附性能。
規(guī)格一般根據(jù)其孔徑和厚度來劃分,如10孔、20孔、30孔等不同孔徑和厚度,適用于大型水處理工程。
④柱狀活性炭:
長條狀,具有高比表面積和良好的吸附性能。
規(guī)格一般根據(jù)其長度和直徑來劃分,如不同直徑和長度的規(guī)格,適用于特殊的管道式水處理設備。
三、活性炭的性能
①吸附性:
活性炭的吸附性能是其最重要的性能之一,基于其發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積。
活性炭的吸附作用包括物理吸附和化學吸附兩種形式,能夠吸附多種物質(zhì),如毒素、有毒有機物、重金屬離子等。
②催化性:
活性炭在許多吸附過程中伴有催化作用,表現(xiàn)出催化劑的活性。
活性炭表面的化學基團和孔隙結(jié)構(gòu)為其提供了催化反應所需的活性位點。
③耐磨性:
活性炭具有一定的耐磨性,能夠在一定程度上抵抗磨損和摩擦。
④耐熱性、耐酸性和耐堿性:
活性炭具有優(yōu)良的耐熱性、耐酸性和耐堿性,能夠在較寬的溫度和pH值范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。