點至500-1500規(guī)格可定做四氯化碳30-65未碳化物1水分5灰分5
褐煤活性炭基本上是非結晶性碳,它由微細的石墨狀微晶和將它們連接在一起的碳氫化合物部分組成。 褐煤活性炭初的原料煤,經炭化、活化等過程后,活性炭中部分碳原子之間已形成了微晶碳(活性炭的基本結晶),但是其面網結構卻沒有采取石墨那樣規(guī)則性的積層結構,而是形成圖1-1(b)那樣的亂層結構。除微晶碳外,活性炭前驅體經炭化、活化等過程后仍然有部分未晶化的碳,活性炭被認為是由微晶群和其他未組成平行層的單個網狀平面以及無規(guī)則碳組成的多相物質[。
目 前,在X射線衍射分析的基礎上,已發(fā)現(xiàn) 褐煤活性炭的微晶碳有兩種不同的結構,一種是類石墨結構的微晶碳,其大小隨炭化溫度而變化,大小約由三個平行的石墨層所組成,其寬度約為一個碳六角形的九倍,它與石墨相比,微晶碳中平面面網之間排列不整齊,稱為“亂層結構”,與石墨結構的比較如圖1-1所示;另外一種微晶碳是由于石墨網結構之間的軸向不同,面網之間的間距也不整齊,或石墨層間扭曲,可能因雜原子(如氧、氮等)的進入而穩(wěn)定,碳六面網被空間交聯(lián)而形成無序的結構。Riley認為,在大部分碳材料中(包括活性炭)均含有這兩種結構類型,而活性炭的終特性則取決于它是以哪種類型的結構為主
褐煤活性炭的孔隙結構
①孔隙結構的形態(tài)。活性炭的孔隙是在活化過程中,基本微晶之間清除了各種含碳化合物和無序碳(有時也從基本微晶的石墨層中除去部分碳)之后產生的孔隙,孔隙的大小、形狀和分布等因制備活性炭的原料、炭化及活化的過程和方法等不同而有所差異,不同的孔隙結構能夠發(fā)揮出相應的功能。1960年杜比寧把活性炭的孔分為大孔(孔徑大于50nm)、中孔(或稱過渡孔,孔徑2微孔 50nm)和微孔(孔徑小于2nm)三類,
褐煤活性炭中的微孔是活性炭微晶結構中彎曲和變形的芳環(huán)層或帶之間的具有分子尺寸大小的間隙??紫兜男螤钍切螒B(tài)各異的,使用不同的研究方法發(fā)現(xiàn):有些是一端封閉的毛細管孔或兩端敞開的毛細管孔,有些孔隙具有縮小的入口(瓶狀孔),還有一些是兩平面之間或多或少比較規(guī)則的狹縫狀孔、V形孔等。
根據(jù)制造方法、外觀形狀、用途功能以及孔經大小的不同,可以將 褐煤活性炭分為不同種類。從形態(tài)來看,可以分為顆?;钚蕴亢头蹱罨钚蕴?,而顆?;钚运岵婵煞譃闊o定形和定形兩大類;依據(jù)原料的不同,可以將活性炭分為焦木質、石油、煤質和樹脂活性炭;根據(jù)使用功能的不同又可以分為液體吸附、催化性能、氣體吸附活性炭;從制造方法來劃分,又分為物理法、化學法和物理化學生活性炭。具體分類和主要用途。

褐煤活性炭制造與應用技術
1.孔分布結構
褐煤活性炭,其孔隙結構呈三分散系統(tǒng),即它們的孔徑很不均勻,主要集中在三類尺寸范圍:大孔、中孔和微孔。
大孔又稱粗孔,是指半徑100~200nm的孔隙。在大孔中,蒸汽不會發(fā)生毛細管凝縮現(xiàn)象。大孔的內表面與非孔型碳表面之間無本質的區(qū)別,其所占比例又很小,可以忽略它對吸附量的影響。大孔在吸附過程中起吸附通道的作用。
中孔也稱介孔,是指蒸汽能在其中發(fā)生毛細管凝縮而使吸附等溫線出現(xiàn)后回環(huán)線的孔隙,其半徑常處于2~100nm。中孔的尺寸相對大孔小很多,厚管其內表面與非孔性碳表面之間也無本質的差異,但由于其比表面已占一定的比例,所以對吸附量存在一定的影響。但一般情況下,它主要起粗、細吸附通道的作用。
微孔有著與被吸附物質的分子屬同一量級的有效半徑(小于2nm),是活性炭重要的孔隙結構,決定其吸附量的大小。微孔內表面,因為其相對避免吸附力場重疊,致使它與非孔性碳表面之間出現(xiàn)本質差異,因此影響其吸附機制。
物理吸附發(fā)生在尺寸小、勢能高的微孔中,然后逐漸擴展到尺寸較大、勢能較低的微孔中。微孔的吸附并非沿著表面逐層進行,而是按溶劑填充的方式實現(xiàn),而大孔、中孔卻是表面吸附機制。所以,活性炭的吸附性能主要取決于它的孔隙結構,特別是微孔結構,存在著的大量中孔對吸附也有一定的影響。
物理形態(tài)
褐煤活性炭的粒度大小也會影響其吸附性能。例如,用同一種活性炭從溶液中吸附同量亞甲基藍的時間,因其粒度大小而快慢不同。例如,粒度325目(直徑 0.043mm)的活性炭的吸附速率為粒度20目(直徑為0.833mm)的吸附效果的 375 倍。
但是,不能認為研細的活性炭其表面積要大于等量的粒度大的活性炭的表面積。因為表面積存在于廣大的、豐富的內孔結構中,研磨不影響活性炭的表面積,但影響其達到平衡吸附值的時間。
表面化學官能團
褐煤活性炭的吸附特性不但取決于它的孔隙結構,而且取決于其表面化學性質,比表面積和孔結構影響活性炭的吸附容量,而表面化學性質影響活性炭同極性或非極性吸附質之間的相互作用力[1]?;钚蕴康谋砻婊瘜W性質主要由表面化學官能團、表面雜原子和化合物確定,不同的表面官能團、雜原子和化合物對不同的吸附質有明顯的吸附差別。
褐煤活性炭在適當?shù)臈l件下經過強氧化劑處理,可以提高其表面酸性基團的相對含量,增加表面極性,從而增強其對極性化合物的吸附能力。常用的氧化劑有 HNO?、H2O2等。實驗研究,通過對活性炭進行強氧化表面處理后,對11種不同氣體和蒸汽進行吸附,結果表明,改性活性炭對苯、乙胺等的吸附容量大大降低,主要是因為活性炭表面經過強氧化后缺失了大量的微孔;而對氨水和水的吸附能力卻大大增強,這主要是因為活性炭表面氧化物的增加。因此,隨著活性炭表面氧化物的增加,其對極性分子的化學吸附也增強。
通過還原劑對活性炭進行表面還原處理,可以提高活性炭表面堿性基團的相對含量,增加表面的非極性,提高活性炭對非極性物質的吸附能力。常用的還原劑有 H2、N2、NaOH等。表面還原后的活性炭,在對染料處理時表現(xiàn)出不一樣的特性。對于陰離子染料,活性炭表面堿度和吸附效果間有著密切的聯(lián)系,吸附機理是活性炭表面無氧Lewis堿位與被吸附染料的自由電子的交互作用。而對于陽離子染料,活性炭表面的含氧官能團起到了積極的作用,可是經過熱處理的活性炭依然對陽離子染料有良好的吸附效果,這說明靜電吸附和色散吸附是兩種相當?shù)奈綑C制[32]
通過液相沉積的方法可以在活性炭表面引入特定的雜原子和化合物,利用這些物質與吸附質之間的結合作用,增加活性炭的吸附能力。在液相沉積時,浸漬劑的種類是影響活性炭吸附效果的主要因素。針對不同的吸附質,可以采用不同的浸潰劑對活性炭進行處理,以得到良好的吸附效果。
值得注意的是,在對活性炭進行表面官能團的改性時,也伴隨著活性炭表面化學性質的變化。其表面積、孔容積以及孔徑分布都會有一定的變化,這也會影響活性炭的吸附。所以,在進行表面官能團的改性時,針對不同的吸附條件和吸附質采取不同的改性,要綜合考慮物理結構和化學結構雙重變化引起的影響[33.34]。
活性炭的吸附效果跟吸附質本身的性質有著很大的關聯(lián)性。通常,在不考慮活性炭自身孔徑結構對大分子的“篩濾”作用時,由于大分子物質吸附能較高,所以大分子物質更易被吸附。對于水體中的小分子有機物,分子量大的更易被活性炭吸附。
對于揮發(fā)性有機化合物,分子量越大,其去除率就越高,而可提取有機物則恰恰相反,其吸附效果是隨著分子量的減小而增強。這是由于揮發(fā)性有機化合物的極性較小,而可提取的有機化合物的極性比較大,由于活性炭本身的性質,可以將其看做一個非極性吸附劑。

褐煤活性炭在酒類生產領域的應用
褐煤活性炭處理酒的功能,主要是去除雜色(指白酒)、不良雜質和促使陳化(酯化)。木炭或骨炭用于酒處理在歐洲已有很久的歷史,現(xiàn)今均已被褐煤活性炭所取代。在應用過程中,褐煤活性炭要先制成稀漿狀,緩慢地加入和混合,避免大量的空氣進入。褐煤活性炭的加入量根據(jù)不同的酒類都應有嚴格的控制,否則會使番中天然的香味消失,失去了某些酒的特色。某種酒應該加入多少活性炭要經過試驗確定,并應嚴格選擇炭種。
制造啤酒時,在加入酒花前,用活性炭處理尚未發(fā)酵的浸汁,可以降低其中蛋白質的含量,并能改良其保持泡沫的性質以及熟啤酒的香味。如用活性提處理帶苦味的浸汁則更有效。發(fā)酵后用活性炭處理,可改善啤酒特有的香味和發(fā)泡起沫的性質,也可加速啤酒的陳化。
隨著技術的發(fā)展,在酒類處理中,已經形成了活性炭品種,如酒精處理活性炭、濃香型曲酒處理活性炭、清香型酒類處理活性炭、渣酒處理活性炭等?;钚蕴科贩N的開發(fā)和應用不僅豐富了活性炭產品線,也有助于提高其應用性能。