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活性炭百科

活性炭的特殊结构决定其优良的吸附性能

作者:蓝天活性炭 来源: 日期:2022/8/30 10:09:45 人气:0

       活性炭因其特殊的结构而具有无可比拟的吸附性能,活性炭在催化剂的制备中成为了除纳米碳管、纳米碳薄片以及各种各样的金属氧化物、非金属氧化物等之外的常见铂、钯贵金属载体。充分利用活性炭的物理和化学的两种吸附特性可以在化学制药的产品废水处理环节、净化制药用水环节、除热降温环节、催化反应加快反应速率环节取得良好的效果。

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       化学制药产业大规模生产往往与实验室化学反应制备产物不同,具有工艺复杂、原材料纯度要求高、废水废气和固废物严禁直接排放的特点。活性炭因其特殊的结构而具有无可比拟的吸附性能,而在化学制药产业的多个环节得到了应用,例如废水中铭离子的去除、生产用水的净化以及去热降热等。本文将在介绍活性炭良好的吸附性能和脱色性能的基础上对活性炭在各个环节的应用进行探讨。

1、活性炭吸附性能和脱色性能

1.1 活性炭的特殊结构决定其优良的吸附性能

      物理微观结构上,不规则的石墨碳原子品粒排列而成活性炭。活化后的活性炭孔原的容积可以高达0.15~0.9,电镜观察活性炭的微观结构可以发现1g活性实的孔院的数量在一千个左右,甚至高达1500个。高空院率决定了高表面积,活性炭的孔陈全部表而积有500~1500m2/g。而且,90%的表面积是在活性炭内部的空隙中而非是活性炭的外层,这样的特殊结构使得实际应用中相对较大的分子只能在活性炭外部而相对的小分子则可以进入活性炭的空隙中,小分子包括气态和液态的分子。这种只允许小分子进入而将大分子阻挡在活性炭外部的功能就是活性炭优良的物理吸附性。这种吸附特性广泛应用于现代家庭的日常生活和各种工业制药业中。

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1.2 活性炭优良的脱色性能

       活性炭的脱色吸附性能在于能够将存在着跃迁行为能量变化的分子吸附到小空陈结构中。分子的跃迁行为导致分子的电子层的能量发生变化, 能量变化又以波长的形式释放出来,不同波长的能量从宏观上就表现为不同颜色。活性炭将这些活跃的分子吸附到小空隙后,分子电子层跃迁行为消失,从而限制了电子层波方式的能量释放,达到了脱色效果。活性炭优良的脱色性能广泛应用于现代家庭的日常生活和和包括了服装纺织业、造纸业、工业原料生产各种工业制药业中。甘蔗是生产制造白砂糖的主要原料,在这一过程中对蔗糖的脱色就是通过活性炭进行的,利用活性炭将生长出来的蔗糖的各种有色杂志进行吸附脱色,就可以得到干净纯白的点糖。在化学制药领域。活性炭优良脱色性能同样应用广泛,对原材料,中间产物、附加产物及废水废料的脱色等,均可以看到活性炭应用的身影。

2 化学制药各环节中对活性炭的应用

2.1 活性炭处理制药废水处理中应用活性炭去除铬离子

       因生产工艺的需求,化学制药过程产生的废水中常存在高浓度毒性很强的铭离子,铬离子如果不经处理直接排到自然界中容易被动植物吸收,通过新陈代谢,通过食物链,在人体内富集。实践中化学制药工厂常利用铁屑与活性炭相结合的电解方法处理废水中的铬离子,效果明显,效率较高。铁屑与活性炭产生的铁离子溶于水中,作为一种强还原剂与工业废水中的铬离子发生氧化还原反应,氧化还原反应又消耗了水中的氢原子,剩余大量氢氧根,氢氧根又与铁离子进一步反应形成三氢氧化铁或者二氢氧化铁,这两种产物都是絮状物且微溶于水,絮状物在水中同样有良好的化学吸附性能,与活性炭相辅相成,进一步提高了铬离子的吸附净化效率,将铬离子氧化还原并吸附过滤后,化学制药产生的废水中不再存在铬污染物,将有效减少对自然环境和生存环境的影响。

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2.2 化学制药生产用水中活性炭净化吸附功能的应用

      化学制药工艺中,制药生产用水的洁净无污染程度直接决定了后期产品的合格程度和药品产品质量。为化学制药生产用水中活性炭净化吸附功能的应用,有效的保证了生产工艺对生产用水的洁净要求。有报道显示,在各种活性炭产品中,生物活性炭在化学制药生产用水的净化领域应用效果为优良,生物活性炭在这一环节中主要有以下几种作用:活性炭凭借其特有的表面结构为水中杂质提供了很好的“栖息场所”,使其不仅有很强的吸附性能,同时具有氧化还原性能,对溶解度小,亲水性差的有机苯类化合物具有较强的吸附能力。同时,实现了平均孔径相对固定的条件下对活性炭中孔率在较大范围内进行有序调控,以达到考察活性炭孔障结构对重金属离子吸附影响的目的。

3 结语及展望

     活性炭制备技术成熟,活性炭产品质稳定,性能良好,应用领域逐渐扩大。从1970年代*于制糖.制药工业到1980年代的污水处理等环保行业,再到1990年代的化工溶剂回收再利用、黄金提取。多孔陶瓷催化剂载体等等。21世纪初又新发展处了二氧化碳吸附捕获,随着人类社会的进步和对环境的日益重视,活性炭在这个水资源紧缺。污染严重的当下市场钱景必定愈发广阔。

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       活性炭的优良的多空队和高表面积的物理结构特性,决定了活性炭具有良好的物理和化学吸附性能,在化学制药行业的各个生产环节应用广泛。活性炭与铁屑在废水中铬离子的去除,以及生物活性炭在生产用水的净化方面,都较好的体现了活性炭在化学制药过程中的应用,更加科学地认识到活性炭的结构特点和作用领域,推广活性炭技术在化学制药工艺中的运用,能够提高生产效串、保证产品质量、减少环境污染、发展绿色化学。

    标签:活性炭​
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