工业分析煤质活性炭化学性质及其元素组成

    工业分析煤质活性炭化学性质及其元素组成
    （1）工业分析
    对于煤质活性炭及其原料炭化物中所含有的挥发分数量的测定，通常采用的方法是将试样放在铂金坩埚，避免与空气接触，在900℃下加热7min，求出加热减量对试样的质量分数，并从该分数中减去同时进行测定得到的水分值（干燥减量）以后，便得到试样的挥发分含量。灰分（强热残分）的测定方法是将干燥过的试样放在瓷坩埚中，在温度调节至800~900℃的高温电炉中灰化，残留物质的质量分数为灰分。固定炭是以干燥试样作为100%，减去灰分与挥发分所得到的数量。
    通常物理法生产的活性炭，由于是在温度为900℃以上制得的，挥发分很少；而化学法活性炭，其活化温度一般是在500℃以下，所以挥发分含量较高。活性炭原料炭化物的挥发分受炭化温度的影响很大。实验表明，温度上升，挥发分含量减少；炭化反应在500℃以下剧烈进行，在600~700℃基本上结束。固定碳含量的变化基本上与挥发分相对应，在炭化反应结束的700℃以上基本不会再增加。
    灰分是活性炭原料选择方面的一个重要指标。原料中的无机成分在炭化过程中几乎不减少而后残留与木炭中。原料中的灰分含量即使只有1%，活性炭的灰分含量也可能达到10%，甚至更高。由于灰分不具有吸附能力，因此活性炭吸附能力与其灰分含量成正比，即活性炭灰分含量越高，其吸附能力相对越低。所以在活性炭的选择过程中，尽量选择其灰分含量低的产品。
    （2）原素分析
    活性炭的元素组成通常可通过元素分析装置进行测定，活性炭的元素组成90%以上是碳，这就很大程度上决定活性炭是疏水性吸附剂。氧元素的含量一般为百分之几，其一部分存在与灰分中，另一部分在碳的表面以羚基之类的表面官能团形式存在。由于这部分氧元素的存在，使活性炭具有一定的亲水性，而并非是完全的疏水性。因其亲水性的存在，使得其能够将孔隙内的空气置换为水，进而吸附溶解于水中的有机物，使活性炭用于水处理成为可能。
    氮与硫的含量，在植物类原料的场合通常非常少。原料中含有的蛋白质以及硫化物，在炭化及活化过程中，大部分会挥发掉，有时会有微量的残留。残存的微量氮原子，有时能够提高活性炭的催化性能。
    活性炭中的灰分含量，由于原料和制备过程的不同，而有显著的差异。一般木质活性炭灰分的含量较少（一般<5%）。当原料灰分含量较大时，需要对原料进行脱灰处理以后再生产活性炭。
    （3）有害物质
    活性炭中的微量杂质必须尽量加以控制。活性炭中存在的重要的杂志是砷。砷存在与自然界，使用椰子壳以及木质类原料时必须注意。土壤中的砷浓度太大，导致原料中的砷浓度也增大，而用这些原料生产的活性炭中砷的浓度就会超标。所以，生产活性炭时对于砷要求严格地进行控制。同时，对于使用各种废弃物为原料生产活性炭，需要先进性检测此原料是否收到重金属的污染。
        

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