新华山东活性炭-临朐县海源活性炭厂

活性炭是由含碳原料经炭化、活化加工制备而成，具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，选择性吸附能力较强的碳材料。活性炭具有良好的再生性能，可以循环使用，在石油化工、食品、医药、乃至航空航天等领域均有广泛应用，已成为国民经济发展和建设的重要的吸附材料。近年来，随着环保、医药、储能等行业的快速发展，活性炭的市场需求不断增加，我国活性炭的生产量和出口量均已达到世界。
经过30多年的发展，活性炭领域开发了很多新的生产技术，如物理法-化学法活性炭一体化生产技术，活性炭工业生产中化、低消耗、智能化的生产技术以及活性炭的再生生产技术等。同时，活性炭在气相吸附、液相吸附、能源储存和作为催化剂载体等方面的应用也取得很大的进展，全球活性炭行业具有广阔的发展前景。目前，活性炭的研制更多的是着眼于拓展应用领域，因此，有针对性地研制具有特殊吸附性能的活性炭新品种、根据吸附质的特征选择合适的活性炭及低成本制备方法、开发活性炭清洁再生工艺与设备以达到循环利用等方面均是重要的研究方向。
本书主要是基于活性炭研究领域技术发展成果，结合作者多年的研究和产业化经验编写而成。在对活性炭的主要特征、用途、吸附理论进行简单介绍的基础上，阐述了化学法制备技术与装置、物理法制备技术与装置、活性炭的再生技术和设备、活性炭在气相以及在医药、防辐射、电子行业等领域中的应用，同时对活性炭行业国内外相关标准进行了归纳整理，并对活性炭标准化工作提出了展望。
本书在编写过程中得到多位行业的指导和帮助，在此向他们表示衷心的感谢! 感谢宋湛谦院士和张齐生院士为本书作序!
尽管笔者力求全面、深入地介绍活性炭的相关知识，但限于水平和时间，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正!

腩罍分子悔查用范雨的扩方，而前方具不同成分的分离机原请行视人研究。
B.多孔碳材料
多孔碳材料(porogs cerbon matenat:PCM，集用具有丰富礼维纺构材料，这类材料以活性炭为代表，很早以前就被广泛应用为缴附剂，近年来箱君具有不同形态特征粉、粒、块、箱、纤维及具织物，治动能转殊的多孔带材料的不断开发，其应用领域也在不断拓宽，由于该材料不仅对某热化学反西具有明显的催化活性，同时又可与金属活作组分进行展的相互作用。加名 PCM还具有成本低，比者面积和孔结构可控，通过炭载体侑燃保从虚催化用中回收贵金属等优势，因此无论是作为催化剂还是催化剂载体，需表现出广销的应用前景，张引枝等软催化领域中所用PCM的制备，特件，具催化和载体功能以及一些催化反应的实例作了详细的综述,
在催化领域中所用PCM大致可分为普通动性炭、聚台物衍生炭和发展复合物。早期PCM多是利用果壳，果核、木材，各种牌号的煤炭，煤供油和重质油沥青等原料，经炭化和物理或化学活化制成，因天然原料所含杂质残留于 PCM中会催化不希望的副反应发生，且采用天然原料不便对所得PCM的孔结构及形态进行调控，因此，目前PCM的制备原料多采用合成树脂，有成纤维。
在合成聚合物时，通过选择交联剂或致孔剂可合成具有较大孔结构和比者面积的共聚物，这类前驱体中所具有的较大孔隙经炭化活化后仍可保留至终的PCM中，利用磺化苯乙烯二乙烯基苯形成的网状结构其聚物在氮气中炭化至1200℃可以制得平均孔大小在30nm的各向同性硬质炭，以糠醇，液体致孔剂二甘醇或聚乙二醇，分散剂以及固化剂对甲基苯磺酸为原料，由糖醇的部分聚合，液体成孔剂挥发可以形成狭窄的大孔，将其炭化所得的PCM中也保留了该孔结构，
PCM由于含有较多的微品，放处于棱面边缘的碳原子较多具有较高的反应性，易与其他元素反应形成支配表面化学结构的化学物种，通常主要是与氧反应形成各种含氧官能团，通过测定活性表面积可以对这些形成官能团活性点数量进行估计，其程度与碳材料中的微晶点及其排列以及表面缺陷数有关。低温热处理(≤1500K)的活性点可能占有更高的总表面积，对活性炭来说可能达20%~40%，作为PCM之一的炭黑，表面存在的氧化物，包括有羧基，酚羟基等酸性官能团，预基、醒基以及由醌基和预基缩合形成的内酯基等中性官能团,还包括氧萘状化合物等碱性氧化物。其他各种碳材料也呈现出类似的表面氧化物情况，
活性碳材料包括了大量的具有不同物理化学性能和不同形状的产品

纳米活性碳纤维及其制备
山东活性 碳纤维是以有机纤维为前驱体，通过不同方法制得的一种新型功能性纤维，其具有成型性好，耐酸、碱，电导性与化学稳定性好等特点，活性碳终维不仅比表面积大，孔经适中，分布均匀、吸附速度快，而且具有多种形态。活性碳纤维在催化、吸附方面表现出特的性能特征，加之本身所具有的孔幼构、孔分布、微孔表面积以及表面化学等特征，使之具有的开发价值，
纳米活性碳纤维是一种表面纳米粒子，是由不规则的结构与纳米空间混合组成的体系，由于其纤维直径细，与被吸附物的接触面积大且均匀，吸附材料可以得到充分利用，纳米活性碳纤维吸附，且具有纤维、毡、布和纸等各种纤细的表态，孔隙直接开口在纤维表面，缩短了吸附质到达吸附位的扩散路径，且该材料本身的外表面积较内表面积高出两个数量级。纳米活性碳纤维具有微孔形结构，孔径分布窄，特殊的细孔呈单分散分布，由不同尺寸的微细孔隙组成其结构，中孔、小孔扩散呈现出多分散型分布，在各细孔结构中的差别较大，其主要原因是由于原料的不同。在纳米活性碳纤维中无大孔，只有少量的过渡孔，微孔分布在纤维表面，因此吸附速率较快，纳米活性碳纤维丝束的空间起大孔作用，可以对气相与液相物质进行较好的吸附作用，活性碳纤维外比表面积大，吸脱速度快，为粒径活性炭10~100倍。细孔的平均孔径和细孔容积随着比表面积增大而增加，吸附容量也随之增大，为粒状活性炭的10

在我国，为使活性炭吸附烟气脱硫技术应用于燃煤电厂，也开展了一系列的研究和工业试验并取得重要进展。20世纪80年代初，西安热工研究所和四川省环境保护研究所开展了活性炭吸附烟气脱硫并制取磷肥的试验研究。具体工艺如下:经调温调湿后的烟气进入吸收塔，活性炭作为吸附催化剂将SO:吸附，并在O2存在的条件下进一步将SO2催化氧化成SO3，当吸附接近饱和气相液时经水喷淋洗涤得到一定浓度的稀硫酸。洗涤再生后的活性炭吸收剂可继续使 用，该法脱硫效率达70%(脱硫)。 子并与 迄今为止，国内外关于活性炭脱硫的研究并不少，日本和德国已经有将活理认为
活性炭用于移动床同时脱硫脱氮的成功实践。我国在这方面的研究起步较晚，应用活性炭脱硫技术的历程经历了三个阶段:20世纪50年代初期，采用硫化铵再生的活性炭脱硫技术，该技术所需设备多，占地面积大，操作复杂，再生成
本高，活性炭的制作成本也高;70年代中期，开发应用过热蒸汽再生的活性 4. 炭脱硫技术，该技术所需设备装置少，操作方法简单，再生成本低，活性炭价格便宜;80年代中期，采用改性活性炭技术，提高了活性炭的工业硫容，在为问题是一定程度上延长了活性炭脱硫的正常使用周期，改善了工作环境。而且已经有50,在活性炭脱硫的工业实践，例如四川宜宾豆坝电厂和湖北松木坪电厂。实践证都致力明:活性炭法烟气脱硫技术具有非常好的发展前景，进一步的深入研究能够促

三、高世界
座容界盘体(S(F)是指狐度和压力都弛于锥慕，多在常非常压下溶前度极低的物员在亚临界成是冠巷羔容帆中都奚崔豪强本皮杰移剂在题临界状态下时，压力热物小散安可造或容量求侧部变，利用这种性质，可将通临界流体作为草装施，通过装市福市各大来宝蒸员的分离，即通临界流体草取技术(SFE)，英冠容易发术草艺术用干级供发的再生是利用SCF作为溶剂将吸时在活性废上的有机方会容事于P之中、根据流体性质对于温度和压力的依数，将有机物与SF有数分，您多耳生的目热，这是20世纪 70年代末开始发展的一项新技术，现生过非按作也可连续操作。
通过理论分析与实验结果，已证明SCF再生方法在以下是个方面优于角抗的活性炭再生方法:①再生温度较低:@不改变吸附吸的化学性质知道住发的原有结构，既便于回收吸附质又可使活性废无损耗。它可连续化操作。
，在某种催化剂存在的条件 @SCF再生设备占地面积小、操作周期短，并且可以大大节约能票，但是微
和活性发的吸附性能得到值 样存在以下问题:①可采用 SCF再生的有机物种类十分有限、限制了谁技术
面受光子撒发将产生高反应 地广泛应用:@由于超临界流体于CO:、使得活性发再生过程变到果想;
污染物氧化降解，终生成 OSCF再生理论研究方面，包括热力学和动力学等尚缺乏必要的教据、老将
剂以 TiO:为主，经太阳光 进一步深入研究:④SCF再生于实验研究、中试和工业规模研究亟局进
负载锐钛矿型 TiO:光催化 行，以推进该技术实际应用的进程。
起来，由于活性炭的吸附 同济大学的陈皓等对工业废水中的典型污染物苯进行了破临界 C0单酸
的快速进行，从而将污染 再生活性炭研究、考察了温度、压力、CO:流速、活性废粒度、银环再生次数
等因素对再生效率和再生速率的影响。结果表明超临界二氧化敬对于活性炭中
的苯面生曾果

山东活性炭电化学再生法
电化学再生法是一种新型活性炭再生技术，也是目前活性炭再生领域的研究热点之一[4]，电化学再生的工作原理如同电解池的电解，即在电解质存在的条件下使吸附质脱附并氧化，从而使活性炭得以再生。该方法将活性炭填充在两个主电极之间，在电解液中，通以直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端呈阳性，另一端呈阴性，从而形成微电解槽，在活性发的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，大部分吸附在活性炭上的有机物将因此而分解，其余少部分将因电泳力的作用而发生脱附，其工艺流程如图 4-9所示。厦门大学化学工程系张会平、傅志鸿等研究分析认为，活性炭的电化学再生过程中包括电脱附、NaOH再生、NaCIO化学氧化等过程，实验结果表明，电化学法再生活性炭效率可达到90%[14]。此外，还有研究表明再生位置、电解质NaCI浓度、再生电流和再生时间对再生效果感有不同程度的影响。