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球形活性炭應用新進展
1 作為環境保護材料
環境保護是球形活性炭極具潛力的應用領域 目前 主要是應用球形活性炭的吸附性能針對廢氣 廢水進行凈化處理 文獻報道了O2 和H2O 對瀝青基球形活性炭吸附SO2性能的影響 結果表明 O2 和H2O 均能提高瀝青基球形活性炭對SO2 的吸附能力 在有O2 和H2O 共存下可用于連續脫除SO2 楊俊兵等研究了酚醛樹脂基球形活性炭對苯蒸氣的吸附性能 結果表明 該活性炭對苯蒸氣具有良好的吸附脫附性能 經多次循環使用 該球形活性炭對苯蒸氣的吸附量變化很小
以球形活性炭為吸附劑處理含RDX(氮雜環化合物CHNO )廢水 可使RDX 廢水濃度從20-70mg/L 降到1.5mg/L 以下 出水能夠達到國家一級排放標準 吸附飽和的球形活性炭可在6.8%的NaOH 溶液中煮沸30min 進行多次重復再生 循環使用
2 作為化學防護材料
德 美 以色列等國家利用球形活性炭對毒劑及化學氣體動態吸附量高的特點 開發除了Saratoga 織物[12] 該織物堅固耐用 不起灰 無刺激 易洗滌 用該織物已生產出了全身型透氣式防護服 抗皺內衣 飛行服 海軍及民防的專用服裝 消毒衣等 該織物可取
代活性炭纖維織物以克服性脆易損 填充量有限的缺點
3 作為生物醫學材料
炭材料具有良好的生物相容性和生物化學相容性 球形活性炭具有優良的物理-機械性能和吸附性能 是一種良好的醫用活性吸附材料 目前 對球形活性炭在生物醫學領域的應用已有大量的研究報道[13-15],主要有三個方面 血液凈化 作為藥物的活性組分 作為口服 吸附材料 應用于血液凈化的球形活性炭要求雜質含量低 機械強度高 使用是無顆粒脫落表面光滑 因此多為瀝青基或高分子基球形活性炭 作為活性組分用于藥物治療的球形活性炭 最佳粒徑為0.1-1.0mm 對腸腸皮膚炎潰瘍等都有較好的療效 川崎 等試制的球形活性炭作為口服吸附材料 粒徑0.2 -0.3mm 讓有肝障礙和腎障礙的狗服用后延長了狗的壽命 研究表明 球形活性炭吸附了引起障礙的物質 并通過它們排出體外 減少了體內毒物的積累速度 另外 已有臨床試驗證實了口服吸附材料球形活性炭作為透析療法的輔助手段對延緩透析導入時間 減少透析的時間性和頻率有效
4 作為催化劑載體
球形活性炭獨特的形狀決定了它在固定床的裝填中具有良好的流體力學性能 而且多孔炭材料作為催化劑載體已有廣泛的應用 所以應用球形活性炭作為催化劑載體能夠結合兩方面的優點 例如 選用直徑為0.3-2mm 的球形活性炭作為載體 與貴金屬釕 銠 鈀中的一種或合金或相互混合等形式制成的催化劑都可用于 鹵代羧酸的脫鹵過程其中球形活性炭載鈀制成的催化劑特別適用于催化加氫 能將一氯乙酸中微量的二氯乙酸和三氯乙酸轉化為一氯乙酸 達到純化一氯乙酸的目的
結語及建議
球形活性炭因其優良的綜合性能越來越受到人們的重視 但球形活性炭在生產和應用領域還有許多方面需要進行改進和進行更深入的研究 作者建議從以下幾個方面進行工作
1 改進球形活性炭的生產工藝 降低生產成本和價格 球形活性炭的價格相對于普通活性 炭仍然較高 這是制約其大規模工業應用的一個重要因素 廉價的球形活性炭制造技術將是今后的發展方向 另外 生產技術工藝也要進行進一步的改進 例如 生產瀝青基球形活性炭如何有效的縮短瀝青球的不熔化時間和大量生產時瀝青球如何進行均勻活化等
2 注意對表面改性和孔結構控制的研究 球形活性炭與普通活性炭一樣 其吸附作用主要與兩個因素密切相關 一是比表面積和孔結構 二是表面官能團和種類和數量 目前球形活性炭的應用更趨于高功能化和高品質化 因此在制造和后處理過程中根據不同需要有意識的控制 調整細孔分布和表面官能團 球形活性炭的應用將更有針對性拓寬應用領域 球形活性炭作為一種新材料 其性能與用途還有待與進一步的研究和開發 隨著我國假如WTO ISO14000 ISO18000 的實施 球形活性炭在環境保護 勞動防護等方面將得到更多的應用 尤其在環保方面 開發利用球形活性炭處理工業廢水 廢氣及室內氣體凈化的新工藝 由于球形活性炭良好的流體力學性能 有望解決壓降 裝填方式等問題 能為進一步開拓球形活性炭的應用提供條件
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