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达盛PP广州珠海哪里有零售PP板-8毫米30mm厚PP板- 耐腐蚀聚丙烯PP板
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PP（聚丙烯）大直径PP棒，100-350mm直径PP棒厂家，PP（聚丙烯） & &板是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（***）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。特点用途：PP挤出板材具有质轻、厚度均匀、表面光滑平整、耐热性好、机械强度高、优良的化学稳定性和电绝缘性、***等特征。PP板广泛应用于化工容器、机械、电子、电器、食品包装、医药、装潢和水处理等领域。PP板实用温度可达100度。应用范围：耐酸碱设备，环保设备，废水、废气排放设备用，洗涤塔，无尘室，半导体厂及其相关工业之设备，也是制造塑料水箱的***材料，其中PP厚板材广泛用于冲压板，冲床垫板等。 & 规格： & 板材：厚x宽x长=2-100mmx1000mm/1300mmx2000mm
& & &厚*宽*长=3～30mmx1500mmx3000mm
& & &棒材：直 &径*长=10～250mmx1000mm &
& & &品牌：台湾南亚PP板 &/ &德国 &盖尔PP棒 &/ &台湾喜得PP板 &/ &PP板、棒
& & &颜色：白色/灰色 & 应用:PP板PP棒1. 化学储罐制造加工2. 处理设备建材3. 电子电镀设备容器4. 实验设备及器皿5. 通用加工仪器设备6. 洗涤器，空气过滤系统，导管系统7. 废气处理洗涤系统8. 电路印刷板酸洗设备9. 电镀槽10. 医疗应用元件11. 电脑数字加工中心及精密设备元件· 应用工业: 化工处理工业 ,表面处理工业 ,医药学 ,生命科学· 挤出成型板· 尺寸: 1220 x 2440 毫米, 1500 x 3000 毫米, 2000 x 4000 毫米· 厚度: 3 毫米 - 30 毫米· 颜色 :自然色，灰色，白色· 棒材· 长度:
毫米· 直径: 10 毫米 - 200 毫米塑料焊条和塑料板塑胶板塑料棒塑胶棒焊接的方法拖焊可插焊条式塑料焊枪，耐磨板耐腐蚀板耐高温板防静电板阻燃板防火板进口板加工板板厂家直销板厂商板多少钱一公斤哪里有卖板哪里能买到板价格多少板密度多少板挤出棒板浇铸棒板厚度板规格板哪里有买焊条焊枪导电板板长度板颜色什么是板材加纤板片材料直径板毫米厚度板重量多少米长计算公式外径-内径-壁厚-规格多种。直径2毫米PE棒聚乙烯板，直径3毫米PE棒聚乙烯板，直径4毫米PE棒聚乙烯板，直径5毫米PE棒聚乙烯板，直径6毫米PE棒聚乙烯板，直径7毫米PE棒聚乙烯板，直径8毫米PE棒聚乙烯板，直径9毫米PE棒聚乙烯板，直径10毫米PE棒聚乙烯板，直径12毫米PE棒聚乙烯板，直径13毫米PE棒聚乙烯板，直径14毫米PE棒聚乙烯板，直径15毫米PE棒聚乙烯板，直径16毫米PE棒聚乙烯板，直径17毫米PE棒聚乙烯板，直径18毫米PE棒聚乙烯板，直径20毫米PE棒聚乙烯板，直径25毫米PE棒聚乙烯板，直径30毫米PE棒聚乙烯板，直径35毫米PE棒聚乙烯板，直径40毫米PE棒聚乙烯板，直径45毫米PE棒聚乙烯板，直径50毫米PE棒聚乙烯板，直径55毫米PE棒聚乙烯板，直径60毫米PE棒聚乙烯板，直径65毫米PE棒聚乙烯板，直径70毫米PE棒聚乙烯板，直径75毫米PE棒聚乙烯板，直径80毫米PE棒聚乙烯板，直径85毫米PE棒聚乙烯板，直径90毫米PE棒聚乙烯板，直径95毫米PE棒聚乙烯板，直径100毫米PE棒聚乙烯板，直径110毫米PE棒聚乙烯板，直径120毫米PE棒聚乙烯板，直径130毫米PE棒聚乙烯板，直径140毫米PE棒聚乙烯板，直径150毫米PE棒聚乙烯板，直径160毫米PE棒聚乙烯板，直径170毫米PE棒聚乙烯板，直径180毫米PE棒聚乙烯板，直径190毫米PE棒聚乙烯板，直径200毫米PE棒聚乙烯板，直径250毫米PE棒聚乙烯板，直径300毫米PE棒聚乙烯板，直径350毫米PE棒聚乙烯板，直径10公分PE棒聚乙烯板。直径5公分PE聚乙烯板塑料焊条和塑料板塑胶板塑料棒塑胶棒焊接的方法拖焊可插焊条式塑料焊枪，耐磨板耐腐蚀板耐高温板防静电板阻燃板防火板进口板加工板板厂家直销板厂商板多少钱一公斤哪里有卖板哪里能买到板价格多少板密度多少板挤出棒板浇铸棒板厚度板规格板哪里有买焊条焊枪导电板板长度板颜色什么是板材加纤板片材料直径板毫米厚度板重量多少米长计算公式。，耐磨棒、地板、透明板、薄片、片、阳光板、发泡板、软板、硬板、聚氯乙烯板聚氯乙烯板，厚度2毫米板聚氯乙烯板，3毫米板聚氯乙烯板，4毫米板聚氯乙烯板，5毫米板聚氯乙烯板，6毫米板聚氯乙烯板，7毫米板聚氯乙烯板，8毫米板聚氯乙烯板，9毫米板聚氯乙烯板，厚度10毫米板聚氯乙烯板，厚度11毫米板聚氯乙烯板，12毫米板聚氯乙烯板，13毫米板聚氯乙烯板，14毫米板聚氯乙烯板，15毫米板聚氯乙烯板，16毫米板聚氯乙烯板，17毫米板聚氯乙烯板，18毫米板聚氯乙烯板，19毫米板聚氯乙烯板，20毫米板聚氯乙烯板，25毫米板聚氯乙烯板，30毫米板聚氯乙烯板，35毫米板聚氯乙烯板，40毫米板聚氯乙烯板，45毫米板聚氯乙烯板，50毫米板聚氯乙烯板，厚度55毫米板聚氯乙烯板，60毫米板聚氯乙烯板，65毫米板聚氯乙烯板厚度，厚度70毫米板聚氯乙烯板，75毫米板聚氯乙烯板，80毫米板聚氯乙烯板厚度，厚度85毫米板聚氯乙烯板，90毫米板厚聚氯乙烯板，100毫米板聚氯乙烯板厚度，厚度110毫米板聚氯乙烯板，120毫米板聚氯乙烯板，130毫米板聚氯乙烯板厚度，厚度140毫米板聚氯乙烯板，150毫米板聚氯乙烯板，160毫米板聚氯乙烯板厚度，厚度170毫米板聚氯乙烯板，180毫米板聚氯乙烯板，190毫米板聚氯乙烯板厚度，厚度200毫米板聚氯乙烯板，250毫米板聚氯乙烯板，300毫米板厚聚氯乙烯板厚度，25毫米板厚聚氯乙烯板，5公分板聚氯乙烯板直径2毫米PU板聚氨酯棒，直径3毫米PU板聚氨酯棒，直径4毫米PU板聚氨酯棒，直径5毫米PU板聚氨酯棒，直径6毫米PU板聚氨酯棒，直径7毫米PU板聚氨酯棒，直径8毫米PU板聚氨酯棒，直径9毫米PU板聚氨酯棒，直径10毫米PU板聚氨酯棒，直径12毫米mmPU板聚氨酯棒，直径13毫米mmPU板聚氨酯棒，直径14毫米mmPU板聚氨酯棒，直径15毫米mmPU板聚氨酯棒，直径16毫米mmPU板聚氨酯棒，直径17毫米mmPU板聚氨酯棒，直径18毫米mmPU板聚氨酯棒，直径20毫米mmPU板聚氨酯棒，直径25毫米mmPU板聚氨酯棒，直径30毫米mmPU板聚氨酯棒，直径35毫米mmPU板聚氨酯棒，直径40毫米mmPU板聚氨酯棒，直径45毫米mmPU板聚氨酯棒，直径50毫米mmPU板聚氨酯棒，直径55毫米mmPU板聚氨酯棒，直径60毫米mmPU板聚氨酯棒，直径65毫米mmPU板聚氨酯棒，直径70毫米mmPU板聚氨酯棒，直径75毫米mmPU板聚氨酯棒，直径80毫米mmPU板聚氨酯棒，直径85毫米mmPU板聚氨酯棒，直径90毫米mmPU板聚氨酯棒，直径95毫米mmPU板聚氨酯棒，直径100毫米mmPU板聚氨酯棒，直径110毫米mmPU板聚氨酯棒，直径120毫米mmPU板聚氨酯棒，直径130毫米mmPU板聚氨酯棒，直径140毫米mmPU板聚氨酯棒，直径150毫米mmPU板聚氨酯棒，直径160毫米mmPU板聚氨酯棒，直径170毫米mmPU板聚氨酯棒，直径180毫米mmPU板聚氨酯棒，直径190毫米mmPU板聚氨酯棒，直径200毫米mmPU板聚氨酯棒，直径250毫米mmPU板聚氨酯棒，直径300毫米mmPU板聚氨酯棒，直径350毫米mmPU板聚氨酯棒，直径10公分mmPU板聚氨酯棒。直径5公分mmPU板聚氨酯棒
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江苏飞拓界面工程科技有限公司年产2000吨蜡乳液项目环境影响报告书.doc 77页
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建设项目环境影响报告表
年产2000吨蜡乳液、9000吨水性消泡剂、1000吨铝材表面处理剂项目
建设单位（盖章）
江苏飞拓界面工程科技有限公司
编制日期： 2017年1月
江苏省环境保护厅制
《建设项目环境影响报告表》编制说明
《建设项目环境影响报告表》由具有从事环境影响评价工作资质的单位编制。
1.项目名称——指项目立项批复时的名称，应不超过30个字（两个英文字段作一个汉字）。
2.建设地点——指项目所在地详细地址，公路、铁路应填写起止地点。
3.行业类别——按国标填写。
4.总投资——指项目投资总额。
5.主要环境保护目标——指项目区周围一定范围内集中居民住宅区、学校、医院、保护文物、风景名胜区、水源地和生态敏感点等，应尽可能给出保护目标、性质、规模和距厂界距离等。
6.结论与建议——给出本项目清洁生产、达标排放和总量控制的分析结论，确定污染防治措施的有效性，说明本项目对环境造成的影响，给出建设项目环境可行性的明确结论。同时提出减少环境影响的其他建议。
7.预审意见——由行业主管部门填写答复意见，无主管部门项目，可不填。
8.审批意见——有负责审批该项目的环境保护行政主管部门批复。
一、建设项目基本情况
项目名称 年产2000吨蜡乳液、9000吨水性消泡剂、1000吨铝材表面处理剂
建设单位 江苏飞拓界面工程科技有限公司
法人代表 周德龙 联系人 郑建
通讯地址 江苏海门市三厂镇青龙港工业园区
传真 / 邮政编码 226121
建设地点 江苏海门市三厂镇青龙港工业园区
立项审批部门 海门市发展改革和经济信息化委员会 批准文号 3
建设性质 改扩建 行业类别及代码 其他专用化学产品制造[C2669]
(平方米) 2838 绿化面积(平方米) 依托公司内现有绿化
(万元) 1000 其中：环保投资(万元) 30 环保投资占总投资比例 3%
(万元) / 预期投产日期 2017.6
原辅材料（包括名称、用量）及主要设施规格、数量（包括锅炉、发电机等）
原辅料见表1-1。
主要生产设备见表1-3。
水及能源消耗量
名称 消耗量 名称 消耗量
水(吨／年) 9227 燃油(吨／年) /
电(千瓦·时/年) 15万 天然气(立方／年) /
燃煤(吨／年) / 蒸汽(吨／年) 1300
污水排水量及排放去向
改扩建项目厂区排水实行“雨污分流”，雨水、清下水经雨水管网收集后就近排入水体。本项目废水来源于生活污水、初期雨水和设备及地面冲洗水，废水经经厂内污水站（氧化+中和沉淀+调节+水解酸化+接触氧化+二沉池）处理达标后接管进达源水务集中处理。
放射性同位素和伴有电磁辐射的设施的使用情况
本项目无放射性同位素和伴有电磁辐射的设施。
原辅材料（包括名称、用量）及规格、数量：
主要原辅料使用情况
年耗量（t/a）
改性聚丙烯蜡
原辅料仓库
改性聚乙烯蜡
聚氧乙烯醚表面活性剂
脂肪酸表面活性剂
聚醇类表面活性剂
聚醚表面活性剂
高级脂肪醇
阴离子表面活性剂（K12）
异噻酮水溶液
水性消泡剂分散剂
气相二氧化硅
有机硅消泡剂
铝材表面处理剂
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碳材料的结构性质汇总
上一堂课的主要内容? 生物质、生物质能、生物质资源、生物质能的特点、生物质能转化的技术路线 ? 生物质气化、生物质气化基本原理与过程、 生物质气化工艺流程 ? 植物资源液化第四章 活性炭的结构和性能? 第一节、活性炭的基本概念 ? 第二节、活性炭的微结构 ? 第三节、活性炭的孔隙结构 ? 第四节、活性炭的化学结构 ? 第五节、活性炭的吸附性能 ? 第六节、活性炭的质量指标第一节 、活性炭的基本概念一、活性炭是什么?(定义)活性炭（AC: activated carbon）是由含碳材料制成 的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、表面积大，吸 附能力强的一类微晶质碳素材料。 ? 分子式：C；分子量：12.011；熔点：3652℃；沸 点：4827℃，3652℃升华。有多孔结构和对气体、 蒸气或胶态固体有强大吸附本领的炭。每克的总表 面面积可达500～1000平方米；密度为1.9～2.1； 表观密度约0.08～0.45。含碳量10%～98%。?活性炭工业历史： ? 在公元前1550年埃及就用于医药， ? 公元前2世纪印度用于滤水， ? 长沙马王堆出土的汉墓木椁用木炭来吸潮、防腐， ? 明朝李时珍在《木草纲目》中记述果核烧炭可治疗 腹泻和肠胃病。 ? 到中世纪，木炭用于糖液脱色精制．以后发现骨炭 有更大的脱色力， ? 从19世纪中叫开始研究“用量少、效果好”的脱色 吸附剂，活化炭的研究走上了轨道， ? 二十世纪初欧洲诞生了活性炭工业。?二、活性炭工业历史与现状日本学者柳井弘提出，把活性炭工业的 建立和发展分为四个时期：? (1)、工业化前(1900年以前) ? 1856年已有用麦粉、焦油和MgCO3混合加热制脱色炭的， ? 1868年开始用纸厂废物拌和磷酸烧制脱色炭。 但这些都是在实验里完成的， ? 工业化设备、材料、工程理论问题没能得到 解决。? 谢勒(Sheele)在1773年、方塔纳(Fontana)在1777年分别发现木炭能吸 附大量的气体及空气。 ? 1785年，洛维茨证实木炭能使某些液 体脱色。这一发现导致木炭于1794年 在英国精制糖厂中首次获得工业应用。 ? 18世纪末，人们首次发现木炭的吸附 能力?(2)、工业生产出现(年)： 年，奥斯特雷杰科(Ostrejko) 发发明了金属氯化物和植物原料混合来 制造活性炭的两项专利。1909年以木 炭为原料用气体法在欧洲开始生产粉状 活性炭，1911年荷兰NORTE炭出售(后 成为命名的糖用碳)，? 1911年在维也纳附近的Fanto工厂首次用水蒸气活化法生产出Eponit 粉状炭，1913年又用氯化锌活化法 生产出防毒面具用的粒状活性炭。? 从20世纪初至20世纪中期，由于战争的原因，防毒面具用活性炭 和糖厂用的脱色炭有很大发展。 ? 第二次世界大战开始后，要求可 靠性更高的防毒面具，煤开始作 为生产活性炭的原料，出现了压 块、压伸工艺制造技术。(3)、成长期()，20年代初期 在欧洲，活性炭的用途已扩大到矿物油、 植物油和化学药品的精制。 ? 1926年以后，活性炭制法研究集中在荷 兰，而理论方面研究集中在德国。 ? 1929年以后，在美国开始把粉状活性炭 用于水处理(每年 t)。这时原 料使用相当广泛，扩展到用果壳、核、 泥煤等。活化方法也多种多样，理论研 究进一步深化。?? 1938年布朗诺尔、埃米特、泰勒(Brunauer, Emmett, Teuer) 3人在朗格 谬尔(Langmuir)动力学吸附理论的基 础上，提出了多分子层吸附理论(简称 BET理论)和著名的BET方程。 ? 1943年美国匹斯堡活性炭公司(现在的 Calgoh公司)首次采用烟煤压块、水蒸 气活化工艺制造军用活性炭。 ? 德国和日本采用挤压成型制造柱状活 性炭。在此期间，基础性研究也有了 一些进展。(4)、新发展期(年)。第二次世界 大战后．活性炭工业的主导权己从欧洲转到 美国，为保护环境和节省能源，活性炭用途 已扩大到空气净化、废水处理、香烟滤嘴等 方面、原料来源转向煤、石油。多层耙式炉、 流动床炉等气体活化法逐步扩大，药品(氯化 锌)活化法逐渐减少、再生技术提上日程，进 入现代化工业水平。这时在美国活性炭的应 用巳遍及17个行业，如自来水、工业用水净 化，气体净化、分离，溶剂回收，制糖等。 ? 工业应用促使活性炭吸附理论和空隙结构研 究有很大进展。?? 苏联学者杜宾宁(Dubinin)等人发展了Polanyi的吸附势理论，提出了体积填 充理论和计算活性炭孔分布的D-R ( Dubinin-Radushkevioh)和D-A (Dubinin-Astakhor)方程，成为当今人 们研究活性炭孔结构的重要理论和方 法。? 从20世纪70年代初开始，随着现代工业和环境科学的发展，出现了许多活性 炭新品种和新应用，如球形炭、浸渍炭、 纤维活性碳等。 ? 活性炭的产量和质量也在不断提高，至 80年代末全世界活性炭年销售量约60 万吨， ? 其中以煤为原料加工制成的活性炭占 60%以上。三、我国活性炭工业的创立与发展1、企业发展 ? 我国的活性炭工业初创于50年代， ? 60-70年打基础，前30年经过马鞍形、螺旋式曲 折发展历程、基本上建成了独立、完整、初具 规模的工业体系。 ? 目前．年产量达10余万t，仅次于美国、俄罗斯、 日本居世界第4位，比初期增长3000余倍，翻了 30多番； ? 活性炭工业产值在整个林化产品个仅次于纸和 松香居第3位。??? ? ? ? ? ?1949年，沈阳东北制药总厂多管炉投产：(木炭原料，粉状药用 碳)、 1951年，青岛东风化工厂焖烧炉投产(木屑原料，粉状药用炭等)。 1957年，上海新中国化工厂建成氯化锌法土法生产车间(木屑原 料，糖用粉状炭)；接着在杭州木材厂建成了同样的车间。 1960年，在太原908厂建成斯列普炉，国家重点项日活性炭最大 专业厂投产(煤、果壳原料，生产颗粒炭)， 1965年．青岛东风化工厂建成间歇式沸腾炉生产车间。 1966年，黑龙江铁力干馏场建成回转炉法活性碳车间(木炭原 料．水蒸汽法粉炭)。 1970年，北京光华木材厂建成厂鞍式炉法活性炭车间。用椰壳、 杏核等果壳(核)作原料生产维尼纶载体活性炭。在活性炭工业的发展史上， 有代表性的事件记录如下：1975年以前．我国活性炭工业还没有负 责协调发展的主管单位，产量一直在1万t 以下波浪起伏。 ? 1976年，农林部、对外贸易部共同在江 西怀玉山召开了全国第一次活性炭座谈会， 开始有意主管活性炭生产，对活性炭生产 的发展起到了很大的推动作用。 1981年， 在重庆召开第一次全国活性炭学术讨论会 时，活性炭产量首次过1万t，达到1．2万t。?1983年，在太原召开第二次全国活性炭学术 讨论会时产量翻番达3．5万t。 ? 1987年，在北京召开第三次全国活性炭学 术讨论会时统计产量达4．5万t。 ? l991年，在上海召开第四次全国活性炭学术 讨论会时统汁产量达5．5万t。 ? 年分别召开全国活性炭行业协会 和全国活性炭学术讨论会时统计产量达6万t， 生产能力有l0万t。?? 2、活性炭的产量? 2007年活性炭产量颗粒活性炭总产量 粉状活性炭总产量150，000吨 85，000吨 65，000吨年年2010年 活性炭总产量 43.0 67.0 100.9 149.6 216.1 活性炭进口量 0.9 1.4 2.1 3.1 4.5 活性炭出口量 25.6 40.1 60.0 91.1 135.7 活性炭净出口量 24.7 38.7 57.9 88.0 131.2 市场总消费量 18.3 28.3 43.0 61.6 84.9 水处理 3.1 4.8 7.6 11.3 15.6 食品 5.3 8.5 13.2 18.5 25.7 汽车 4.1 6.3 9.7 14.4 19.8 溶剂与废气回收 2.3 3.5 5.5 7.8 10.8 空气净化 3.5 5.2 7.0 9.7 13.0???? ??? ??? ???颗粒活性炭总产量 85，300 银川活性炭厂 8，300 北大旺庄活性炭厂（音译） 6，700 宁夏华辉活性炭有限公司 5，000 大同光华活性炭厂 4，200 江西怀玉山活性炭（集团）有限公司 4，000 福建南平元力活性炭厂 3，400 大同活性炭厂 3，200 宁夏广厦万德活性炭股份有限公司 2，500 江苏溧阳南方活性炭厂 2，500 赤峰有机化工厂 2，300 其他 33，200?? ??? ? ? ? ? ? ? ?粉状活性炭总产量 65，600 竹溪活性炭有限公司 8，500 福建南平元力活性炭有限公司 4，300 江西怀玉山活性炭(集团)有限公司 4，200 宁夏华辉活性炭有限公司 3，400 北大旺庄活性炭厂（音译） 3，360 宁夏广厦万德活性炭股份公司 3，300 山西新华化工厂 2，900 重庆酒用活性炭厂 2，500 上海亿鑫活性炭有限公司 1，700 江苏溧阳南方活性炭厂 1，700 其 他 11，740? 在中国，竹溪活性炭有限公司是最大的生产粉状活性炭的公司。这家公司的市场份额是 18.6%(粉状活性炭的总产量是45，600吨)， 同年产量也达8，500吨。福建南平元力活性 炭有限公司有大约4，300吨的产量，2000年， 他拥有约9.4%的市场份额。其他生产商例如 宁夏华辉活性炭有限公司（7.5%），北大旺 庄活性炭厂（音译）(7.3%)，宁夏广厦万德 活性炭股份公司(7.2%)和山西新华化工厂 (6.4%)是中国生产粉状活性炭的主要生产商。? 3、主要外国投资竹溪活性炭有限公司 10，000吨 唐山建新活性炭厂 5，000吨竹溪 唐山1999年世界主要活性炭生产国和地区活性炭生产序号国家或地区年生产能力（万t/a）1 2 3 4 5美国 西欧 日本 东欧 东南亚19.62 &10 9.4 &10 9.1? 4、我国出口地格局：?2002年前10位出口省、市依次是 山西、北京、宁夏、天津、福建、江西、 上海、河北、江苏、吉林；这基本和我 国活性炭的生产布局差不多；2001年的 顺序是山西、北京、宁夏、福建、天津、 江西、江苏、河北、上海、吉林。?5、国外出口市场格局： 多年来，我国的活性炭主要出口到日、美、韩、 欧洲和其他一些发达国家。从上世纪80年代起，由 于发达国家考虑到自然资源保护和高劳动力成本问 题，这些国家的公司多已从单一生产商转变成为结 合研究、生产和管理的新型公司，他们使用高新技 术来开发新产品和扩大市场需求。这些公司从我国 或其他东南亚的国家买来大量的初级产品和半成品， 然后精炼这些产品或改变包装，再进行转口贸易， 而不是由他们自己生产产品，而转向通过运用他们 在技术、设备、资本、销售网络和商标上的优势， 来赚到超额利润，这些利润往往是货物自身价值的 几倍。有关的资料显示，从我国出口的活性炭产品， 其CIF价格甚至比某些目的地国家在其国内市场买 来的原料还要便宜。年8月我国活性炭出口单价 走势图 单位：美元/吨从近10多年的情况看， 我国活性炭工业的发展趋势为：活性炭厂从城市向乡村和原料产区转移， 以解决污染和原料问题。 ? (2) 乡镇、个体办的活性炭小厂如雨后春笋， 在很多山区成了致富门路之一。 ? (3) 对外技术合作和贸易有突破性发展。 ? (4) 科技教育蓬勃发展，多行业、多部门都 涉足活性炭领域。? (1)?目前，我国有30多个大学、科研所和 设计院进行有关活性炭的科研和技术开发 工作。对活性炭工业的发展起到了推动作 用。?我国的活性炭工业同美、日等国比仍有较 大的差距，如小厂多，分散，生产工艺、 设备比较落后等。今后随着工业的发展， 人民生活水平的提高，活性炭的生产必将 飞跃到一个新的水平。清华大学新型炭材料研究室隶属于清华大学材料科学与工程院（系）教育部先 进材料实验室。研究室主要从事天然石墨（鳞片石 墨，微晶石墨）的深加工技术，多孔炭材料的制备 和表征，及其在储能、节能、环保、绿色制造等方 面的应用研究。主要有以下几个研究方向： ? （1）石墨工艺与天然石墨深加工技术； ? （2）环保材料与吸附过滤；（活性炭） ? （3）储能材料与高性能电池； （活性炭） ? （4）节能材料与绿色制造。（碳纳米管）?低硫膨胀石墨/柔性石墨的制备 ? 多孔石墨对粘稠类有机液体的超吸附行为和再生技 术研究 ? 膨胀石墨基隐身功能与机理研究 ? 石墨基燃料电池双极板制备与研究 ? 天然微晶石墨用作锂离子二次电池阳极材料的开发 ? 多孔炭材料的制备以及其对挥发性有机物和腐蚀性 气体的吸附规律研究 ? 天然多孔矿物与碳反应过程的基本物理化学问题 ? 室内空气质量的评估与控制技术 ? 超临界环境下炭材料纳米孔空间形成过程的研究?四、活性炭分类由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同，活性炭品?种不下千种。1、按原料来源分? (1)、木质活性炭：以木屑、木炭等制成的活性炭。 果壳（果核）活性炭：以椰子壳、橄榄壳、核桃 壳、杏核等制成的活性炭。 ? (2)、动物质原料活性炭：兽骨、血炭 ? (3)、矿物质原料活性炭 煤质活性炭：以褐煤、泥煤、烟煤、无烟煤等制成的活 性炭。 石油类活性炭：以沥青等为原料制成沥青基球状的活性 炭。 ? (4)、其它原料的活性炭 含碳的有机废料和农业副产品，例如稻壳、稻草、棉 子壳、咖啡豆梗、油棕壳、糠醛渣、甘蔗渣、纸浆废 液、合成树脂等等都可化无用为有用制成活性炭。 ? (5)、再生活性炭： （Reactivated Carbon）,与原活 性炭(Virgin Active Carbon)相区分。
2、按制造方法分??(1)、物理法活性炭 以炭为原料用水蒸汽、二氧化碳、空气（主要是 氧）或它们的混合物（烟道气）为活化介质，在 高温下（600～1000℃）进行活化制取活性炭的 方法叫物理法。物理法制造的活性炭叫物理法活 性炭，也称作物理炭。 一般说来物理炭的微孔（孔直径或孔宽小于1.5纳 米的孔隙）发达，主要用于气相吸附场合或小分 子液相吸附场合。?(2)、化学法活性炭(化学炭) 将含碳原料与某些化学药品混合后 进行热处理，制取活性炭的方法叫化 学法。用化学法生产的活性炭又称为 化学法活性炭或化学炭。 ? 化学品法活化的活性炭：例如以氯 化锌作活化剂，原料和氯化锌溶液混 合后，在隔绝空气下加热到约700℃， 生成活性炭。?一般说来，化学炭的孔隙中次微孔、中孔（即孔直径或孔宽大于1.5纳米的孔隙）较发达，主要用于液相吸附精制和溶剂回收的气相（蒸汽）吸附场合。化学法制造活性炭由于加入了化学药品在制造过程中应当极其重视环境保护以 及产品中可能存在微量非原料带入的元素 的影响问题。（3）、化学--物理法或物理--化学法 活性炭?在了解化学炭和物理炭的同时，还应当提 及化学--物理法或物理--化学法活性炭。选用 不同的原料和采用不同的化学法与物理法的 组合可以对活性炭的孔隙结构进行调控，从 而制取许多性能不同的活性炭。这种化学--物 理法或物理--化学法是许多年来及今后相当长 时期内世界各国活性炭工作者非常关注的活 性炭制取方法。3 、按外观形状分? （1）、粉状活性炭一般将90%以上通过80目标准筛或粒度 小于0.175mm的活性炭通称粉状活性炭或粉 状炭。 ? 粉状活性炭是非常微细的粉末，绝大部 分可通过200 目筛网(74μm) ，大部分可通过 325目筛网(43μm) ，粉的尺寸在1～150μm 之间(平均约40μm)。通常，炭粉越细，表面积大，吸附能力 大，它对杂质的吸附速度越大。故常将活 性炭产品进行高度的破碎和筛选，得到微 细的粉末。 ? 吸附特定大分子有机物，对于木质碳而 言，250目的吸附效果比200目提高10.01％， 325目的比200目提高25.3％；对于煤质而言， 250目的吸附效果比200目提高66.2％，325 目的比200目提高101.5％。对于木质和煤质 活性炭吸附特定大分子有机物效果比较， 木质远远优于煤质。?粉状炭的不足粉状炭在使用时有吸附速度较快，吸附能力使 用充分等优点，但需专有的分离方法。随着分离技 术的进步和某些应用要求的出现，粉状炭的粒度有 越来越细化的倾向，有的场合已达到微米甚至纳米 级。 ? 粉状炭的缺点是再生比较困难，通常不再生使 用粉状炭需要相当大的混合池和沉淀池以及混合、 沉淀、过滤、分离等多道工序，操作困难，失效的 活性炭不能再生使用，故消耗量较大(近年也有研究 将它再生)。?（2） 颗粒活性炭?通常把粒度大于0.175mm的活性炭称作 颗料活性炭。?较早阶段粉状炭的产量与用量均超过粒 状炭。糖和药品的脱色精制以及早期的水处 理都以粉状炭为主。后来随着应用范围的扩 大、使用工艺的改进，特别是再生方法与再 生设备的解决，使粒状炭的用量不断上升。 加上各种煤制粒状炭的开发，使成本降低， 汽量增加，因此粒状活性炭的产量与用量逐 渐超过了粉状活性炭。
?六十年代以后，随着环境保护事业的 发展，各国开始采用和建立大型的粒状活 性炭净化自来水的装置和工业废水的净化 处理装置。将粒状活性炭装在吸附塔或吸 附池内，水以一定的流速通过活性炭装填 层，以达到净化的目的。可以间隙或连续 操作，失效的粒状炭经再生多次使用，明 显降低了炭的用量。使用中没有二次淤渣 和粉尘，也改善了操作条件。在气相应用方面，几乎从一开始就主要采 用粒状炭，因为粉状炭是难以使气流顺利通过 的。 ? 美国六十年代初粒状炭仅占活性炭年总产 量的五分之一。而八十年代初，粒状炭与粉状 炭己经平分秋色，以后仍成逐步增长的趋势。 ? 我国到七十年代末，粒状炭产量大约仅占 年总产量的四分之一，目前已经超过一半。近 几年国内再次掀起的“活性炭”热新上马的厂 家大都以粒状炭为主，而且更多的是以各种煤 为基质原料。?①、 不定型颗料活性炭不定型颗料活性炭一般由颗料状原料 经炭化、活化，然后破碎筛分至需要粒度 制成，也可以用粉状活性炭加入适当的粘 结剂经适当加工而成。 ? 不定型颗粒活性炭以上下限尺寸表示 粒度范围，用乘上100的数字标出，例如 上限×下限，35×59，表示粒度的范围为 0.35~0.59mm。?②、园柱形活性炭园柱形活性炭又称柱状炭，一般由粉状原料和 粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制 成。也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型。柱状 炭又有实心和中空之分，中空柱状炭是柱状炭内有 人造的一个或若干个有规则的小孔。 ? 圆柱形活性炭：以圆柱形的颗粒的横截面的直 径表示，用乘上10的数字标出。例如圆柱体直径30， 表示圆柱体横截面的直径为3mm。 ? 柱状活性炭、破碎活性炭和粉状活性炭，主要规格 有Ф3.0、Ф4.5、Ф5.5 、Ф7.0 , 4x8目、8x30目、 12x40目、200目、325目等，?
③、 球形活性炭球形活性炭故名思义是园球形的活性炭，它的 制取方法与柱状炭类似，但有成球过程。也可以用 液态含碳原料经喷雾造粒、氧化、炭化、活化制成， 还可以用粉状活性炭加粘结剂成球加工而成。球形 活性炭也有实心和空心球形活性炭之分。 ? 球形活性炭：以球形颗粒的直径表示，用乘上10 的数字标出。例如球形直径为20，表示球体直径为 2mm。形状最好，需造粒。 ? 球形活性碳具有航敌。ズ穆实颓胰菀撞僮髦 c，正常r下磨耗量s0.3g/m2。hr，大都利用 於流w化床的系y。?
（3） 其它形状的活性炭?除了粉状活性炭和颗粒活性炭两大类外， 还有其他形状的，如活性炭纤维、活性炭纤 维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板 等等。①、wS罨钚蕴? ?活性炭纤维是指纤维直径8~10ūm活性炭， 以粘胶丝、聚丙烯纤维等为原料，用气体活化制成，比一 般活性炭有较大的吸附量、吸附速度和脱吸速度，并有可挠性，能加工成各种形状的织物。?主要目的是揉和粉末活性碳高面e、高吸附力及粒罨钚 碳航敌　⒖稍偕c，而且具有特的度，可二次加工，通常其吸附性能也H良好。表面e高_2500m2/g。②、表面T阎幕钚蕴表面T阎幕钚蕴级嘤渺段⒘课 染物之去除，如Q室之Q化等。 ? 直接T研危蠖家蕴沾衫wS或玻 璃wS等耐燃性物|榛模瘸尚 榉涑睿⒑叙ず┲挤T 分散於基材表面，此a品由於凫遁^均 一之薄薄一樱瘦^高，且在高L速 流量r，例如；面速度2.5m/s航底畹 （&70Pa）。??③、 活性碳 混 三明治形，主要以不布⑽⒘钪钚蕴A在中g，此多做成折B钪V材成品。 ? 由於碳粒c碳粒之go法o密Y合，一般而 言，此型之a品效率^差，o_到O低舛 的去除效果，且使用r，航狄草^大。 ? 混t⑻挤奂尤敫叻肿硬牧现校傺u 成z後成a物，亦有混入{龋龠M行抄 等u成a品，由於可添加之量有限，使用之 勖^短，且r格^F。本产品采用高效吸附过滤材料－－活性炭与无纺布复合型的 过滤介质，在既能过滤液体中颗粒杂质的同时，又能高效的 去除分解液体中的异味及化学污染物质，如有机物、有害物 质及重金属，是液体过滤技术中的一种新型滤材。主要用于 工业水的净化处理，能有效去处水中异味及化学污染物质。 适用于生活用水过滤，化学工业、医药制品、机械工业、 电子行业及食品饮料行业的过滤与净化活性炭纸Activated Carbon Paper 活性炭纸是经特殊设计将优质活性炭粉制成的 一种滤材。兼有活性炭 的吸附功能和过滤微粒 的性能，并可适应缠绕 或折叠等方式的机械加 工，主要适用于水处理 和空气净化。活性炭含量(%): 50 克重(g/m2): 100-250 吸苯量 (mg/g): ≥200 ≥225 透气量 (L/min.100cm2): 60.00 元/kg厚度(mm): 0.4-1.2无纺布活性炭根据加工方 式不一样，分单面活性炭 布、双面活性炭布，夹炭 无纺布。具有良好的吸附 性能，厚度薄,透气性好, 易于热合成形，可有效吸 附各种工业废气，如苯、 甲醛、氨气、二氧化硫等。 该产品目前已被广泛应用 在中央空调过滤器、汽车 滤清器、防护服、活性炭 口罩，除臭鞋材等多个领 域。? （1）．大孔型活性炭：所含大孔、中 孔、微孔中，以大孔体积较大的活性炭。 ? （2）． 细孔型活性炭：所含大孔、中 孔、微孔中，以微孔体积较大的活性炭。 ? 活性炭孔径一般分为三类：大孔： A过渡孔：20-1000A微 孔：20A4、按孔容分5、按机能分? 高比表面积活性炭、分子筛活性炭、添载活性炭、生物活性炭等? 载银活性炭? 载生物活性炭6、按应用场合分?前已述及活性炭广泛应用于几乎所有国 民经济部门和人们的日常生活，正因为如此， 按活性炭应用场合进行分类是很困难的，问 题在于同一种活性炭可以应用于多种场合， 而某种场合又可以用多种活性炭达到相同的 目的。人们往往是由应用来获得对活性炭的 认识的，所以往往在活性炭词语前冠似 ×××活性炭也作为的定俗成的活性炭的模 糊分类方法。如糖用活性炭、针剂活性炭、 味精活性炭、净水活性炭等。? 不同应用几乎都有相应的品种，不胜枚举。目前中外已有质量标准的部分应用有： ? 1、净水用；2、糖液脱色用；3、味精精制用； 4、防毒面具用；5、气相色谱用；6、分析用； 7、测试土壤用；8、测试AOX用；9、改正 酒味酒香用；10、去放射性碘用；11、药典 级；12、食品添加剂级；13、化学试剂级。 ? 一般以用途为主分类，定出各项指标规格， ? 指标按国家标准规定方法进行测定。电子专用炭 本产品主要用于：电子行业的高纯水净化。具有吸附 速度快、吸附能力强，化学纯度高等特点。 项目指标： 粒 12-20目 度 1.6-0.9mm % ≥96 ；碘值 mg/g ≥980； 强度 % ≥98 ；干燥减量 % ≤10 ；灰分 % ≤3 ；PH值 6-8 ；充填比重 0.4-0.45电镀专用炭 本产品主要用于镀镍、氢化镀铜、镀银、及铜锡合金、 HEDP镀铜、镀烙等金属精加工。产品吸附效果好，因 而使镀屋无脆性并防止镀层发花现象产生。 项目指标： 粒 50-80目 度 0.35-0.18mm % ≥95； 碘值 mg/g ≥950 ；亚甲兰脱色力 % ≥9 ；充填比重 0.370.45 ；干燥减量 % ≤10； 可溶性灰分 在HEDP镀液中 显阴性杏壳净水炭 本产品具有发达的孔隙结构，对净化饮用水有极的 效能，能除去水中异臭、异味、氯、酚、汞、铅、 砷、等有害物质，并提高色度，是装填家庭、社会 团体、宾馆及高级净化水生产设备的理想材料。 一极品 二极品 粒 10-24目 度 2.0-0.8mm % ≥95 ≥95； 碘值 mg/g ≥1000 ≥900 ；亚甲兰脱色力 ml ≥11 ≥9； 强度 % ≥95 ≥90 ；干燥减量 % ≤10 ≤10 ； 灼烧残渣 % ≤3 ≤3 ；充填比重 0.45-0.5 0.45-0.5 ； PH值 6-8 6-8油脂脱色活性炭 本产品用于工业油、矿物油、食用油的脱色、去杂味及胶 杂质，广泛用于食品工业和化学工业的液相脱色与精制。 项目指标： 粒 20-40目 度 0.9-0.45mm % ≥98； 强度 % ≥92 ；碘值 mg/g ≥950 ；干燥减量 % ≤10 ；灰分 % ≤3 ； 酸溶物 % ≤0.2； 醇溶物 % ≤3.5 ；氯化物 % ≤0.10 ；铁 % ≤0.15； 硫化物 % ≤0.15； 重金属 % ≤0.005； 充填比 重 0.37-0.45 PH值 6-8粉状活性炭 本产品主要用于味精、柠檬酸、氨基酸、啤酒、汽水、清 凉饮料葡萄和搞菌素等的脱色提纯。 项目指标 ：粒度100目 0.15mm % ≥95 ；亚甲兰脱色力 ml ≥11 ；碘吸附值 mg/g ≥950 ；总铁量 % ≤0.10 ；干燥减 量 % ≤10 ；氯化物 % ≤0.20 ；灼烧残渣 % ≤3 ；PH值 6-8味精专用炭 本产品主要供味精工业装填吸附塔进行味精母液的 连续脱色，提高味精的质量，减少粉状活性炭消耗量，还可装 填各种塔柱在医药工业上供液相连续脱色，也可用有机溶剂等 工业的脱色、除臭和精制。 项目指标： 粒 24-48目； 度 0.8-0.35mm % ≥95； 碘值 mg/g ≥1000； 强度 % ≥92 ；亚甲兰脱色力 ml ≥13 ；干燥减量 % ≤10 ；充填比重 0.37-0.45 ；总铁量 % ≤0.10； PH值 5-7颗粒空气净化炭 主要用途：本品用于气相吸附领域，回收醇、酯、烃和芳香族 等有机溶剂，也可用于空气过滤、净化、去除有害气体等。 项目指标 ：粒 4-10目； 度 5.44-2.0mm % ≥85； 碘值 mg/g ≥1000 ；强度 % ≥96 ；干燥减量 % ≤10 ；充填比重 0.4-0.5 ； PH值 6-8活性炭过滤棉 纤维状活性炭滤棉是以优质粉状活性炭为吸附材料，将其载附在 空气过滤无纺纤维基体之上制成，具有良好的吸附性和集尘效果， 成型性好(任意裁剪、折叠)、强度高、气流阻力较小，主要用于 油烟净化；各种家用、车用空调、空气过滤器配套；水质净化、 气相吸附等。它可单独使用，去除微尘、烟雾、臭味、及挥发性 有机污染物苯、甲醛等；亦可与超细熔喷纤维、粗效过滤棉复合， 达到更高滤尘、除臭功效。 可根据客户要求定制、按相应尺寸裁 剪。 主要指标：(以厚度4mm滤材测试) 炭含量：≥40% ；苯吸附： ≥15% ；四氯化炭吸附：≥35% ；阻 力：气体流量为0.8升/秒.平 方厘米 ；压降≤ 0.8 pa7、再生炭? 以用过的废炭为原料，进行再活化处理的再生炭(ReactivatedCarbon)， ? 与原生活性炭(Virgin Active Carbon)相区分， 在国外是一类重要商品。 ? 降低活性炭使用成本的主要途径。8、活性炭雕第二节、活性炭的微观结构一、微晶质炭材料的研究手段二、游离态碳的存在方式三、活性炭的微晶结构一、微晶质炭材料的研究手段 1、微晶质炭中的元素组成、含量及存在方 式的研究：元素分析、红外光谱、X射线光电 子能谱、核磁共 振等。 2、类石墨微晶结构及其含量的研究：高分 辨率透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱 等。 3、炭化过程中物质形态结构的电子结构变 化的研究：偏光显微镜、扫描电子显微镜、电 子自旋共振。 4、孔隙结构的解析：液氮吸附孔隙解析仪 和压汞法解析孔隙结构,BET-比表面测定仪 5、电子结构的分析：电子自旋共振光谱。二、游离态碳的存在方式(一)、结晶态炭单质的微观结构 1、 金刚石 碳原子：SP3杂化； 键长：0.154nm 维度：三维，立体结构白色、坚硬的结晶体。碳原子以共价 键的形式有序地排列成正四面体，即 每个居正四面体中心的碳原子与四个 居顶点的碳原子以共价键形式联结， 形成坚固的骨架结构 。刀片，锯片，钻头，砂轮等 有句老话叫做“你没有金钢钻，就别揽瓷器活”，人造金刚石:2000℃高温和5.5万个大气压碳原子：SP2杂化； 键长：0.143nm 层间距：0.335nm； 维度：二维，平面结构。?2、石墨每个层可以看作一个大分子，石墨 整体由许多相互平行的层片组成， 两层间距0. 335 .m。对每个碳原子 来说。它的四个电子只有三个与它 在同平面层内另外三个碳原子形成 共价键，一个电子是自由电子，整 层形成一个大∏键，二层间就是靠 ∏键联结，引力较弱相当于分子间 的范德华引力。故石墨层间很容易 剥离，显各向异性 ，层与层之间 很容易滑动，硬度较小。 电子、机电、通讯、印刷、航空航 天、军事 石墨炸弹是一种深灰色的 有金属光泽而不透明 的细鳞片状固体。石墨很软，有滑腻感。 在纸上画过能留下深 灰色的痕迹。石墨此外，石墨还具有优 良的导电性能。3、富勒碳：C60（巴基球，足球烯 ）碳原子：SP2杂化 键长：五边形的边为单键， 键为.1455nm， 六边形所共有的边为双键， 键长0.1391nm。 结构：12个正五边形和20 个正六边形镶嵌而成的具有 32个面和60个连接点的球状 分子。 维度：零维 独特的结构和奇异的物理化 学性富勒烯1985 年 ， 英 国 Sussex 大学的 H. W. Kroto等人用激光作石墨的气化试验发现 了C60，这是一种由60个碳原子组成的稳 定原子簇。此后又发现了C50、C70、C240 乃至 C540 ，它们都是具有空心的球形结 构，属于笼形碳原子簇分子。由于C60的 结构类似建筑师 Buckminster Fuller 设计 的圆顶建筑，因而称为富勒烯 (Fullerend) ，也有布基球、足球烯、球 碳、笼碳等名称。C60以 C60为代表的富勒烯是继金刚石、石墨后发现的第 3种碳的 同素异形体。在富勒烯中，人们对C60研究得最深入。它独特的结 构和奇异的物理化学性质备受国际科学界的关注，其研究不仅涉 及到化学的各个分支，而且还涉及到生命科学、材料科学及固体 物理等诸多领域。因此， C60 是 20 世纪的重大科学发现之一 。 Kroto等人因此而荣获1996年诺贝尔化学奖。★富勒烯的应用前景 碳笼原子簇的应用尽管有相当多的报道，但仍处于研究 阶段，其应用前景无法估量。从化学和材料科学的角度来看， 它们都具有重要的学术意义和应用前景。 其中最早令人关注的是金属掺杂富勒烯的超导性。 由于室温下富勒烯是分子晶体，面心立方晶格的C60的能 带结构表明是半导体，能隙为1.5eV。但经过适当的金属掺杂 后，都能变成超导体。 掺杂富勒烯超导体有两个特点 : 一是与一维有机超导体 和三维氧化物超导体不同，掺杂富勒烯超导体是各向同性非 金属三维超导体; 二是超导临界温度Tc比金属超导体高，如掺 杂I的IxC60的Tc已达57 K。据推测，若C540的合成获得突破， 其掺杂物可能是室温超导体。碳原子：SP杂化； 维度：一维，线形结构，国外学术界称之为 Carbyne (卡拜)，源自分子中的4、卡宾碳，线型碳共轭三键结构 (C≡C)n 。早在20世纪50年代就有人从理论上预言了线型 碳分子的存在。1968年，前西德科学家在Riss火山 口的石墨片麻岩中发现了与石墨层交替出现的薄膜 线型碳，后来又在含碳球粒陨石和星际粉尘中发现 了多种结晶形态的线型碳。由于理论上预言线型碳 可能是一种室温超导体及超强纤维材料，因而很大 程度上激励了各国研究者的研究热情。线型碳的应用前景线型碳的惰性及结构特征使其可能成为优于碳纤 维的超强纤维。线型碳对生物体的亲合性优于高分子 材料，可能成为性能优异的生物医学材料。有报道， 俄罗斯科学家已将线型碳用作外科手术的缝合线及人 造动物器官，并申请了发明专利。 线型碳可能提供一个非高温高压条件下合成金刚 石的新途径。至于令人关注的常温超导性，尽管至今 的实验结果令理论工作者失望，但须说明的是已报导 的人工合成线型碳并非直线型的高分子线型碳。如果 能够合成无限长链的直线型 β －线型碳晶体，就可能 解开这个谜。5、碳纳米管碳原子：SP2杂化； 结构：管状； 维度：一维； 分类： 单壁和多壁碳纳米管；碳纳米管的结构★碳纳米管的应用纳米碳管有许多特异的物理性能。如纳米碳管的热导 与金刚石相近，电导高于铜。但纳米碳管的应用研究还在 探索阶段： (1)高强度碳纤维 材料理论计算表明，纳米碳管的抗张强度比钢高100 倍，但重量只有钢的六分之一。其长度是直径的几千倍， 5万个并排起来才有人的一根头发那么宽，因而号称“超 级纤维”。 (2)复合材料 近年的研究表明，纳米碳管与介孔固体(孔径在2～50 nm的多孔固体)组装，形成介孔复合体，将是一种特殊性 能的新型材料。(3)纳米电子器件 由于碳纳米管壁能被某些化学反应所“溶解”，因此它们可以 作为易于处理的模具。只要用金属灌满碳纳米管，然后把碳层腐蚀 掉，即可得到纳米尺度的导线。 研究人员还发现碳纳米管本身就具有比普通石墨材料更好的导 电性，因此碳纳米管不仅可用于制造纳米导线的模具，而且还能够 用来制造导线本身。 美国已用纳米碳管成功地制备了纳米碳化钛、碳化铁、碳化铝 等纳米棒，在纳米碳化铌棒中还发现了超导现象。将纳米管组装到 有机高分子PCM－1中，其电导可提高几个数量级。 我国利用碳纳米管研制出新一代显示器。这种显示器不仅体积 小、重量轻、省电、显示质量好，而且响应时间仅为几微秒，从－ 45～85 ℃都能正常工作。这一成果标志着我国在碳纳米管应用上取 得了重要突破, 并脐身于碳纳米管场发射研究领域的世界先进行列。 (4)催化纤维和膜工业 碳纳米管还可作为其他金属和金属氧化物催化剂的载体，最大 限度地提高催化剂的效率。碳纳米管“列阵”制成的取向膜，可被 用作场发射器件，也可被制成滤膜，由于膜也为纳米级，可对某些 分子和病毒进行过滤，从而使超滤膜进入一个崭新的天地。碳单质的同素异形体的比较分子轨道 结合方式 SP3 同素异形体种类 性能 不导热，不导电， 强度大四面体，三维 金刚石SP2平面，零维、 石墨，富勒烯， 导热，导电，质 一维或二维 碳纳米管 软 线形，一维 卡宾 化学惰性, 常温超导性SP(二) 、微晶质炭的微观结构 1、微晶质炭定义：以石墨状微晶为结构主体的游离态 碳类物质。 2、类石墨微晶：也是由多层SP2杂化的碳原子构成的六 角形网状平面层叠而成与石墨结构类似的微晶炭结构。类石墨微晶与石墨晶体结构的异同之处a）类石墨微晶中相邻的六角形网状平面（以下都 简称为碳网平面）之间的距离（即层间距）比石 墨晶体中的层间距大，有的达到0.35～0.37nm， （石墨层间距0.335nm） 且不同部位的层间距不一定相同； b）类石墨微晶中碳网平面不全部是以平行的方式 进行层叠排列的。 c）碳网平面绕着C轴旋转了一定的角度，类石墨 微晶中不同的碳网平面所旋转的角度可能不同， 且不同的碳网平面在平面内发生了一定的平移。活性炭属微晶质碳，根据X射线的研究，赖利 (Riley)提出两种活性炭结构类型。 ? 第一种结构类型是由类似石墨的基本微晶构成， 这些基本微晶多数由六角形排列的碳原子的平 行层片组成，各层片的排列是不规则的、紊乱 的，有人把这种排列称为“乱层结构”。 ? 第二种结构类型为不规则交联碳六角形空间格 子，这是由类石墨层片扭曲造成的。?3、类石墨微晶质碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑木炭焦炭活性炭炭黑4、类石墨微晶质炭的种类与用途性质 炭黑黑色固体粉末用途制油墨、颜料等木炭灰黑色多孔固体， 有吸附性力比木炭强作燃料、制活性炭等活性炭 疏松多孔、吸附能 作吸附剂，用于防毒面具 焦炭浅灰色固体 冶炼生铁（三）、无定形碳? 无定形碳（Amorphouscarbon）碳单质的存在形式，除了金刚石、石墨和类 石墨微晶质碳外，还有无定形碳。 另一大类 碳，非结晶体。沥青 ? 木炭、活性炭、焦炭、炭黑含类石墨微晶质 碳和无定形碳比较碳与炭的区别：“碳”：是元素的名称，是核电荷 数为6的一类原子的总称。 比如：碳元素、碳单质、 含碳化合物、一氧化碳。 （这儿不能用“炭”）“炭”： 表示由碳元素组成的某种单 质―木炭、活性炭、焦炭、炭 “当碳 燃烧 黑等。 时”。 炭是黑炭类的统称： 单质炭：微晶质炭、无定形碳一般在 未指明 具体单 质时， 习惯上 用碳， 如“炽 热的碳”（四）、微晶质炭的微观组成基本微晶：类石墨微晶微 晶 质 炭无定形炭没有形成微 晶的单层碳 网平面 未完全炭化的前驱体 热解残留物，即前驱 体或前驱体在炭化过 程中形成的中间产物类石墨微晶是构成微晶质炭材料的基本微晶三、活性炭的微晶质结构1、类石墨微晶是构成微晶质炭材料的基本微晶类 石 墨 微 晶 的 排 列紊 乱 排 列 较 有 序 排 列 难 石 墨 化 炭 易 石 墨 化 炭 在热处理温度超过3000℃， 仍然难以石墨化，如竹炭、 木炭和相应的活性炭：天 然高分子基 在℃的热处理 温度，类石墨微晶的尺寸 急剧增大，类石墨微晶在 很大程度上接近于石墨晶 体 ，如石油焦炭、炭黑和沥青：合成高分子基
70年代以来用电子显微镜研究炭的细微结 构得到，在1000℃左右热处理焦炭、木炭 之类的炭，它们具有易石墨化碳和难石墨 化碳两种结构。 ? 易石墨化碳是直径约1.0nm，碳层面4-5枚 层积成基本单位，此基本单位平均在2-3个 宽大“波形”即在1000nm范围内接近平 行地排列成构造。 ? 难石墨化碳的碳层面直径约1.0nm，积层 高也是1.0nm左右，有方向排列的领域只5. 0-15.0nm。碳层面间距离都是平均。0.430. 44. nm，在0.36-0. 53nm之间变动。?
炭微晶结构的边缘石墨、炭黑、活性 炭的x衍射图，如 图它们有相似于石 墨的微晶结构，由 于结晶构造不完善， 微晶边缘还残留着 链烃和环烃，基本 微晶大小或长度， 随原料、炭化温度 和活化条件 不同而变化，? 早期用X-射线研究炭类构造的有：? 德拜Debye,1917年)、1926? 浅源(1923年)、霍夫曼(Holman,年)、大岛、福田(1929年)。? 贝拉登(Blayden),赖利(Riley),泰勒(Taylor)于1939年观察了纤维素4001300 ℃加热时，微晶大小的变化。2、活性炭的微观组成和结构 活 性 炭 （ 与 微 晶 质 炭 类 似 ）具有乱层结构 的基本微晶： 类石墨微晶微观 组成 易石墨化碳 难石墨化碳未组成类石墨微晶的无定形碳 非组织碳英国的富兰克林(Franklin)认为，除了金刚石以 外的所有碳质材料可分成石墨化型和非石墨化型 两类。 ? 非石墨化物料炭化时，在排列无序的相邻基本微 晶之间发生强烈的交联，结果形成一种不易流动 的坚硬物质，由此形成的炭是坚硬的，微孔结构 也相对比较发达，甚至在非常高的温度下也保持 这种微孔结构。 ? 而石墨化型的物料从炭化一开始基本微晶就易变 动，交联也比较弱，形成的炭比较软其空隙结构 比较不发达，含有较大量的平行石墨层的微晶趋 于互相平行地排列，煤质活性炭基本上属非石墨 化型的碳。?3、活性炭的炭化程度对其微观结构和组 成的影响石墨化程度提高，类石墨 微晶碳在活性炭中所占的 比例提高；微晶尺寸参数 变大炭化程度的提高： 炭化最终温度提高非组织碳所占的比例下降， 氢、氧及其它杂原子的含量 下降，反应活性下降。据随炭化温度升高，固定碳含量增加。芳化度和 缩合度增大，而比电阻率却大大地降低，相当于有 机半导体。木炭用气体法活化，随烧失率增大，先 脂肪族、后芳香族碳格子烧失，而且沿徽晶高度方 向比直径方向烧失的快，结果微晶平均统计厚度增 大。从雏晶到活性炭微晶的完善过程，微孔、中孔 逐渐增多，吸附能力增大。
哈斯勒(Herder) 还提出了各种温 度下的微晶大小 图温度高， 微晶大上一堂课的主要内容? 游离态碳的存在方式金刚石 \石墨，富勒烯，碳纳米管 \卡宾 微晶质炭：以石墨状微晶为结构主体的游离态 碳类 物质。类石墨微晶：? 微晶质炭的微观组成 ? 活性炭的微观组成和结构 ? 易石墨化碳\难石墨化碳 ? 炭化程度的提高：炭化最终温度提高第三节、活性炭的孔隙结构? 由于活性炭基本微晶的排列是无规则的、紊乱的，各微晶子间才有许多形状不同、大小 不等的空隙，因此便形成了活性炭的各种空 隙。这些空隙最大的可用光学显微镜看见， 有的却小得与分子一样大小。 ? 活性炭的主要性能是吸附性 ? 吸附性的关键是活性炭发达多样的孔隙 ? 下面重点讨论活性炭的孔隙结构一、活性炭孔隙结构活性炭的孔隙结构包括两个方面的内容： 孔隙的形状和大小。 目前，已有很多的方法对活性炭中孔隙的大小 进行解析，尽管解析过程还需要很多的假设， 导致的误差也还比较大；而活性炭中孔隙的形 状还没有一种有效的方法进行观察和研究，因 此人们对它的了解以及它的形成规律和对活性 炭应用过程的影响还远未达到对孔隙大小的了 解程度。活性炭中孔隙大小和形状的多样性和 复杂性是导致活性炭吸附性能非常复杂的主要 原因。D:活性碳的孔洞分
二、活性炭中孔隙的形状活性炭中孔隙 的形状 特性 多样性和 不规则性 表 现 有两端开口的毛细管状，或一端封闭的进口缩小形状的 孔隙，如墨水瓶状，也有两个平面之间的裂口呈现规则 形状的狭缝孔、V形孔、锥形孔和其它不规则形状等复杂性三、活性炭的孔隙大小、分类和各类 孔隙的特点和性质? 根据空隙的大小，分为大孔、微孔和介于大孔微孔之间的中孔(又称过渡孔)。 ? 1972年国际精细应用化学联合会(IUPAC)根 据苏联学者杜宾宁的划分对活性炭的空隙作 了以下的分类:活性炭的孔隙大小和分类IUPAC 分类法 微孔 孔隙直径或 孔宽小于 2nm 亚微孔亚微孔： 1.4-3.2nm 微孔： 0.5-1.4nm 超微孔：小于 0.5nm过渡孔大孔孔隙直径或 孔隙直径 孔宽小于2- 或孔宽： 50nm 大于50 nm 中孔 大孔杜比宁 分类法微孔孔隙直径或孔 宽小于2nm孔隙直径： 孔隙直径大 2nm~100n 于100nm m杜比宁分类法的依据：毛细凝聚理论 IUPAC分类法的依据：参考了杜比宁理论孔隙各有它们的特殊作用1. 微孔：所谓微孔，就是在相当于滞后开始时的相对 压力下已经被完全充填的那些孔隙。 ? 微孔的半径r小于15-16 A，它 们相当于被吸附分子 的大小。微孔的容积为 0.20-0. 60cm3/g，约占活 性炭总比表面积的90%以上，即数百m2/g,甚至超过 1000.2/g，吸附作用主要靠它。 ? 对吸附来说，最重要的是微孔，由于微孔有很大的 孔容和比表面积，孔容0.2-0. 6cm3/g；比表面积可 达900-1200 m3/g，占总比表面积的95%以上，所 以它在很大程度上决定着活性炭的吸附能力。2.中孔（过渡孔）中孔：是那些能发生毛细凝聚使被吸附物质液化 而形成弯液面，从而在等温线上出现滞后回线的 孔隙。因此，中孔大小在有效半径15 A &r& A的范围内，它们要比微孔的半径 大10-100倍。一般活性炭中孔（过渡孔）可以分 布在4. 0-20nm，它的容积在0.02-0. 1cm3/g，占 总比表面积的5%，一般在20-70m2/g。 ? 中孔（过渡孔）的有效半径要比被吸附分子大得 多，它的作用是捕捉有机蒸汽，为吸附物分子进 人微孔的通道，用来吸附大分子物质，常用于溶 液的脱色如用ZnCl2法制得过渡孔特别发达的糖 用炭.以除去溶液中分子较大的有色杂质或呈胶体 分散的颗粒。化学法制得活性炭的过渡孔容积可 达0.7cm3/g，它的比表面积达200-450 2m/g。???中孔的作用：①在足够高的压力下按毛细凝聚的机理吸附物 质蒸气; ②作为被吸附物质达到微孔的通道; ③在液相吸附中对大分子的物质有很好的吸附 效果。大孔的孔容通常在0.2-0.8 cm3/g，比表 面积最小0.5-2.0 m3/g，主要起通道作用。 当活性炭用作催化剂载体时，催化剂主要是沉 积在中孔和大孔内，但也有沉积在微孔内的。? ??3.大孔?活性炭的大孔容积通常在0.2-0.8cm3/g，它的比 表面积只0.5-2m2/g。半径大于nm的孔隙。 ? 在这样大的孔隙内技术上是不能 实现毛细凝聚的。 比表面的数值这样小，表明它在吸附中不会起明显 作用，一般都不希望有，因它会降低活性炭的充填 比重和强度。 ? 但是，这些大孔起着输送渠道的作用，当活性炭用 作催化剂载体时，较大的孔隙作为催化剂沉积的场 所可能是有用的。细孔对吸附物分子大小的筛分作用：活性炭在使用 上表现出对口性或选择性，即某一型号活性炭具有 某种细孔分布，适用于某种吸附物的场合口如吸附 物能进入的最小细孔半径： ? 碘 1. 0 nm ? 亚甲基蓝 1. 5 nm ? 高锰酸钾 1.0 nm ? 糖蜜 2. 8nm ? 赤藓红 1.0 nm 用实物脱色力指标，可以间接反映活性炭的孔隙结构?活性炭中各类孔隙的特点和性质孔隙种类 比表面积 微孔 比孔容积 吸附理论 容积充填 作用 气相吸附的 主要场所过渡孔活性炭的比 0.2－0.7 表面积90％ cm3/g 以上 20－70m2/g 0.02－ 0.10cm3/g 0.5－2m2/g 0.30－ 0.35cm3/g大孔多分子层和 液相吸附， 输送作用， 毛细凝聚 添加催化剂 多层吸附 输送通道四、活性炭孔隙结构的表征方法 (一)密度多 孔 质 材 料 的 密 度 表 示 方 法堆积密度 或充填密 度，?B 颗粒密度 或汞 置换密度， ?p 真密度 或绝 对密度，ρt 以规定条件下试样的充填体积为 基准所表示的密度 ρB=m/V充＝m/(V真＋V孔＋V隙) 以规定条件下试样的颗粒 体积为基准所表示的密度 , ρp=m/V颗＝m/(V真＋V孔) 以规定条件下试样的无孔真 实体积为基准所表示的密度, ρt=m/ V真 液体渗入活性炭的孔隙中 的方法测定活性炭的密度置换密度或有效 密度、实际密度(二) 、比孔容积和孔隙率 1、 比孔容积 ：1g活性炭所含有的颗粒内部孔 隙的总体积称作比孔容积，简称为比孔容。比 孔容大的活性炭孔隙结构发达。 Vg=1/ρp（棵）－1/ρt（真） 2、孔隙率：活性炭颗粒内部孔隙体积占颗粒 体积的比率，常用百分率表示。孔隙率大的活 性炭孔隙结构发达。 θ＝Vg/ V颗=1－(ρp/ρt)(三)、比表面积 比表面积：1g活性炭所具有的颗粒外表面 积与颗粒内部孔隙的内表面积之总和 。 活性炭的比表面积是所有吸附剂中最大的， 通常为800－1500O/g，但3000 O/g也能 制备（高比表面）。 测试方法：液氮温度下吸附氮气的BET法 是常用的方法之一 F-Sorb 3400全自动比表面积及孔径分析仪(四)、平均孔隙半径 平均孔隙半径表示活性炭孔隙半径大小 的平均值。它能在一定程度上宏观地反 映活性炭孔隙的大小。 r=n? Vg/s 式中： r 为平均孔隙半径； Vg 为比孔容 积；S为比表面积； n为孔隙形状系数： 球形孔隙n＝3，圆筒状孔隙n=2，狭缝性 孔隙n=1。(五) 、孔径分布 孔径分布表示随着孔隙有效半径大小而变 化的孔容积分布状况，是掌握活性炭孔隙 结构的最佳手段。 测试方法活性炭孔径分布的测定方法有压 汞法（半径大于10nm以上的孔隙 ）、毛 细凝聚法（半径2～30nm的孔隙 ）、X射 线小角度散射法（小于0.5nm的孔隙）、电子显微镜法及分子筛法等。
活性炭的孔径分布 (-10.), (n1压汞法细孔分布曲线：一般微孔、过渡孔用N吸附法 测定，而大孔用压汞法(加压充填量)来测定五、活性炭孔隙结构的形成1、形成过程烧蚀机制前驱体 炭化 活 化 活性炭活性炭孔隙 结构的形成铸型机制类石墨微晶的形成及难石墨化炭的形 成，使微晶之间产生了大量的孔隙2、多孔性结构产生的原理??⑴、通过微细的一次粒子凝聚而形成二次粒子这样的物理现象在加压或提高温度时可以得到促 进。特别是在使用无机质氧化物或盐类时，在固体 表面附近的离子大概能够容易移动，受到吸附水的 帮助使粒子互相凝结。这种凝聚固体具有细孔容积， 在粒体内形成粒子间孔隙，其容积占表观容积的颇 大部分。 ? 在许多情况下，能测这类细孔的大小，其形状也 和一次粒子有关。细孔的形状大多比较简单，细孔 分布也不太广。⑵、母体的部分性除去? 采用这种形式产生多孔性结构的事例很多。如果通过选择性的溶解或蒸发把具有复合结 构母体的一种成分部分性地除去，就产生了 活性固体。通过把碳部分性地氧化燃烧除去 固体的一部分就是这种例子。在这种情况下， 氧化反应在碳的内部沿着孔道发生，孔道直 径逐渐变大，长度也变长。由水蒸汽活化法 制造活性炭被认为是采用这种形式。由药品 活化制造活性炭时也部分地采取这种形式。⑶、伴随着发生气体的固体的热分解通过下式所表示的那种复杂的过程，在形成 新固相B时，从固体A形成数个微细的结晶体 B，比表面积相应地增加。一般是: ? 固体(A)~固体(B)十气体 ? 该生成物的密度比母体的密度增加，因此 发生收缩并使固体B的微晶体边缘变得容易 形成裂缝。由气体活化制造活性炭时部分性 按照这种形式，在药品活化法中也能见到这 种形式?第四节、活性炭的化学结构一 、活性炭的元素组成 碳是活性炭的主要元素成分。以扣除灰分后的总重 量为基准计算，通常碳含量在90％以上，氧含量在5％ 以下，氢含量小于2％。灰分中常见的金属元素有钙、镁、硅、锰、铁、 铝、钾、钠等，常见的非金属元素有磷、氮、硫、 砷、硼等。它们在活性炭中的存在状态对活性炭在催 化、催化剂载体、电池的电极方面的应用具有较大的影 响。酸洗和水洗是去除灰分的主要工业方法。氯化锌法生产的活性炭还含有少量的氯? 灰分的绝大部分能溶于酸，能用酸洗、水洗除去。如一种含灰分4.3%的活性炭用蒸馏水抽提后灰分减少到3.1%，进一步用醋酸抽提用蒸馏水洗涤，灰分减到1.7%,最后用氢氟酸抽提燕馏水洗涤，灰分只剩0.2%。工业上一般用盐酸处理。但酸洗会 增加活性炭表面含氧络合物-活性炭的极性增加。二、活性炭的表面化学结构 1、非碳元素的存在状态：二种 一种是与富于反应性的类石墨微晶 端面上的碳原子或单个碳网平面边缘上 的碳原子结合，形成表面化合物； 第二种是以杂原子的形态进入类石 墨微晶或游离的单个碳网平面的结构之 中。活性炭中的氧和氢大部分是以化学键和碳原子相结合形成有机官能团，它是活性炭组成的有机部分。松烟和活性炭中的氧含量较 多，而且含有各种形态结合的氧，而焦炭和炭黑中 几乎不含以醚类形式结合的氧。在松烟和炭黑试样 中，常含有挥发物质，这些物质能和重氮甲烷和格 林试剂起反应，所以，它的数值有偏大的情况。大部分的氢是同碳原子直接结合的。据研究， 炭中的氧、氢和其他原子是和基本微晶的边缘或角 上的碳原子相结合，因为这些碳原子的化合价没有 被周围的碳原子所饱和，因此，它们的反应性较大。 同祥，在晶格有缺陷的位置L的碳原子，例如在扭 歪的或不完整的碳的六角环上的碳原子，也有更大 的反应性，因而趋向于和氧、氢等元素结合2、活性炭的表面氧化物的形成和种类?表面氧化物的形成：炭在活化时所含氢、氧 不断减少，同时炭在活化过程也会吸附一些 外来的氧，因此，可以认为，活化和对氧的 吸附是同时进行的。活性炭吸附的氧，一部分 是化学吸附，形成表面氧化物，当脱附时是 以二氧化碳或一氧化碳的形式释放出来，这是 由于生成的表面氧化物发生热分解。表面氧化 物对活性炭吸附酸或碱影响很大，如把活性炭 加入电解质溶液中，能引起溶液酸碱度的变化， 这就是很好的说明。表面氧化物的种类：根据对活性炭表面化学 进行的研究，推测 表而氧化物分为A、B、C 三种模式：酸性氧化物（氧化物C）和碱性氧 化物（氧化物A和B) 在活性炭材料表面可能存在下面含氧官能团：羧基、酸酐、酚羟基、羰基、醌基、内 酯基、乳醇基、醚基。氧化物A是在700 ℃以上生成的，它在氧分压很 低情祝下是稳定的。 氧化物B是在300 ℃以上生成的，在700 ℃以上 时它同二氧化碳反应放出一氧化碳。在液相吸附时， 它吸收酸的能力比氧化物A大，在一般活性炭中，常 含有这种类型的表面氧化物 氧化物C是由氧化物B转变来的，在300-850℃ ， 由于氧化物B的分解，氧化物C的含量增加。它对压 力稳定，能吸收碱。但由于氧化物B的不完全分解所 形成的分子内化合物能吸收酸。 总之，氧化物A和B属碱性氧化物，氧化物C属酸 性氧化物。3、 活性炭材料表面官能团?活性炭材料在制备过程中由于灰分和其他杂原 子的存在，使其基本结构产生缺陷和不饱和价，氧 和其他杂原子在活化过程中可以吸着于这些缺陷上，形成各种官能团，因而使活性炭材料产生了 各种吸附特性. 对活性炭材料产生重要影响的化学官能团主要是含氧官能团和含氮官能团。 ? 活性炭材料表面可能存在下面几种含氧官能团：羧基、酸酐、酚羟基、羰基、醌基、内酯基、 乳醇基、醚基，还有酰胺、酰亚胺、内酰胺、 吡咯和嘧啶等含氮官能团。表面官能团可以通过与重氮甲烷的反应，与格林试 剂的反应，对酸、碱的吸附，红外线吸收光谱、极谱、 核磁共振以及电子自旋共振等方法进行检验。活性炭的表面官能团种类：是以炭黑的表面官能团的研 究结果作为基础的。炭黑的表面官能团的种类为羧基、酚羟 基等酸性官能团，羰基和醌基等中性官能团，以及碱性官能 团。其中碱性官能团的了解还不清楚。炭的表面不仅可以和 氧结合，而且也可能和其它的元素结合，因此，除含氧官能 团外，也存在含硫、氢、氯等官能团。 表面含氧官能团进行定量滴定：利用表面含氧官能团的 酸碱性强弱，其根据如下： （1）与碳酸氢钠进行中和反应的官能团羧基Ⅰ（Ⅰa＋Ⅰb）； （2）与碳酸钠能进行中和反应的官能团羧基和内酯型羟基 （Ⅰ+Ⅱ）; (3)与氢氧化钠能进行中和反应的官能团羧基、 内酯型羟基和酚羟基（Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ）； （4）与乙醇钠能进 行中和反应的官能团羧基、内酯型羟基、酚羟基、醌基或羰 基（Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ）。
第五节、活性炭的吸附性能活性炭是广泛使用的吸附剂 ? 在气相或液相中可以有效地吸附其中某些气 体和物质，达到分离和提质的目的， ? 活性炭的这一特性是由其发达的孔隙结构和 巨大的比表面积决定的。一般比表面积大的 吸附能力也大，但比表面积相同的活性炭， 吸附能力也可能有很大差别，这是由于活性 炭的孔隙形状和孔径分布、表面化学性质和 灰分不同等原因所致。 ? 首先讨论有关吸附的概念?1、 吸附：当两相接触时，两相的界面上出 现一个组成不同于两相中任何一相的区 域的现象，即两相界面上的物质的重新 分配。 2、吸附剂：能将其它物质聚集到自己表面 上的物质。常用吸附剂主要有：活性炭、 磺化煤、沸石、硅藻土、焦炭、木炭等。 3、吸附质：被聚集在吸附剂表面上的物质； 通常是液体或气体中被吸附的物质一 、有关吸附的几个概念4、脱附或解吸：吸附在吸附剂表面上的 物质脱离吸附剂表面的过程。 5、吸附类型 固―液界面上的吸附 固―气界面上的吸附6、吸附平衡 (定义 )当吸附质的吸附速率=解吸速率（即V吸 附=V解吸），即在单位时间内吸附数量等于 解吸的数量，则吸附质在溶液中的浓度C与 在吸附剂表面上的浓度都不再变时，即达 到吸附平衡，此时吸附质在溶液的浓度C叫 平衡浓度。7.吸附量的表示吸附量通常有两种表示方法： (1)单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。q ?V / m单位：m ? g3-1体积要换算成标准状(STP),101325Pa,273.15K,1mol标准状况(STP)气体的体积为22.4dm3(2)单位质量的吸附剂所吸附液体物质的量。q ? n/m单位：mol ? g-11、 物理吸附：靠分子间力产生的吸附，可吸 附多种吸附质，可形成多分子吸附层。吸附 ━解吸是可逆过程，在低温下就能吸附。 2、化学吸附：由化学键力引起的吸附，吸能 形成单分子吸附层，并具有选择性，同时是 不可逆的，在高温下才能吸附。二 、 吸附的分类上面二种吸附往往是相伴发生，而不能严格 分开，是几种吸附综合作用的结果，可能存 在以某种吸附为主。具有如下特点的吸附称为物理吸附： (1) 吸附力是由固体和气体分子之间的范德华引力产 生的，一般比较弱。(2) 吸附热较小，接近于气体的液化热，一般在几个 kJ/mol以下。(3) 吸附无选择性，任何固体可以吸附任何气体，当 然吸附量会有所不同。(4) 吸附稳定性不高，吸附与解吸速率都很快。 (5) 吸附可以是单分子层的，但也可以是多分子层的。(6) 吸附不需要活化能，吸附速率并不因温度的升高 而变快。总之：物理吸附仅仅是一种物理作用，没有电子转移， 没有化学键的生成与破坏，也没有原子重排等。具有如下特点的吸附称为化学吸附： (1) 吸附力是由吸附剂与吸附质分子之间产生的化学 键力，一般较强。 (2) 吸附热较高，接近于化学反应热，一般在 40kJ/mol 以上。化学吸附(3) 吸附有选择性，固体表面的活性位只吸附与之可 发生反应的气体分子，如酸位吸附碱性分子，反之 亦然。(4) 吸附很稳定，一旦吸附，就不易解吸。(5) 吸附是单分子层的。(6) 吸附需要活化能，温度升高，吸附和解吸速率加 快。 总之：化学吸附相当与吸附剂表面分子与吸附质分 子发生了化学反应，在红外、紫外-可见光谱中会出 现新的特征吸收带。
3、吸附的作用力和吸附热 ⑴吸附的作用力：物理吸附和化学吸附表3-4-4物理吸附与化学吸附的主要特征物理吸附 分子间引力 约10kj/mol 单分子层或多分子层 低温有利 快 小 可逆 化学吸附 化学键力 几十～一百多/mol 单分子层 高温有利 较慢 大 绝大多数不可逆项目 吸附作用力 吸附热 吸附层状态 温度的影响 吸附速度 吸附选择性 吸附可逆性 脱附状态易脱附且吸附质性质不 难脱附，脱附后吸 变 附质性质改变⑵、吸附热吸附热的定义：在吸附过程中的热效应称为吸附热。物理吸附 过程的热效应相当于气体凝聚热，很小；化学吸附 过程的热效应相当于化学键能，比较大。吸附热的取号：吸附是放热过程，但是习惯把吸附热都取成正值。固体在等温、等压下吸附气体是一个自发过程， ΔG&0，气体从三维运动变成吸附态的二维运动，熵 减少， ΔS&0，ΔH=ΔG+TΔS， ΔH&0。吸附热的分类积分吸附热 积分吸附热：吸附剂吸附吸附质 的数量从零开始到某一定值为止所放 出热量的综合。它表示已被吸附质所 覆盖的那部分吸附剂表面，在吸附过 程中吸附吸附质时放出热量的平均值。 积分吸附热数值大小是区分物理吸附和化学吸附的重要依据。表3-4-5微分吸附热微分吸附热又叫等量吸附热。 它表示吸附剂吸附微量吸附质的瞬 间所放出的热量。微分吸附热反映 在某一特定的吸附体系中，随着吸 附过程的进行，吸附强弱程度的变 化情况。活性炭对各种吸附质的微 分吸附热随着吸附量的增加而减 少。三 、吸附曲线和吸附等温线方程 （一）、吸附曲线1、吸附曲线：表示平衡吸附量q 、温度T 、压力P或 者浓度C之间关系的曲线,即可表示成函数关系： q=f(P、T) 或W=f(C、T)2、吸附曲线的种类 ：三种吸附等温线、吸附等压线、吸附等量线 （1）、吸附等温线： 在一定温度下，平衡吸附量与吸附质的压力（或浓度） 之间关系的曲线，q=f(C、T) 。吸附等温线的类型A型为Henry型吸附等温线B型为兰格缪尔Langmuir 型吸附等温线C为弗来因德利希Freund －lich型吸附等温线D型为BET（BrunauerEmmet-Teller）型吸附等 温线E型为阶梯型吸附等温线不同温度下，同一个吸附体系的吸附等温线呈不同的状态五种吸附等温线中，不管何种 类型的吸附，都是随压力的升高 吸附量增大，随温度的增加吸附 量降低，图I示为氨在炭上的吸附 等温线。所讨论的吸附等温线都 是完全可逆的，即吸附等温线上 任一点所代表的平衡状态，既可 以由新鲜吸附剂进行吸附时达到 ( 即从吸附等温线的低端向上 ) ， 也可以从已吸附了吸附质的吸附 剂脱附达到(即从等温线的高端向 下)。但有时候，在某一段等温线 上，由吸附所达到的某一平衡点， 与由脱附达到该点时不是同一个 平衡状态。图3-4-13 氨在木炭上的吸附等温线吸附滞留现象在脱附过程中，欲使吸附 剂达到与吸附时同样的吸 附量，需更低的平衡压力。 这种现象称之为“吸附滞 留现象”。这种现象可能 是由于固体吸附的毛细管 或孔穴的开口形状和吸附 质湿润在固体吸附剂上的 复杂现象所造成。在任何 情况下，如果产生滞留现 象，则对应于同一吸附量， 其吸附的平衡压力一定比 脱附的平衡压力高。图II 吸附滞留现象（2）吸附等压线保持压力不变，吸附量与温度之间的关系曲线称为吸附等压线。 q=f(P、T)。吸附等压线不是用实验直接测量的，而是在实验测定等温线的基础上画出来的。 在实验测定的一组吸附等温线上，选定比压为0.1，作垂线与各等温线相交。吸附等压线根据交点的吸附量和温度，作出一条q~T曲线，这就是比压为0.1时的等压线。 从图上可见，保持比压不变，吸附量随着温度的升高而下降。用相同的方法，选定不同的比 压，可以画出一组吸附等压线。（3）、吸附等量线保持吸附量不变，压力与温度之间的关系曲线称为吸附等量线。 P =f(T)吸附等量线不是用实验直接测量的，而是在实验测定等温线的基础上画出来的。在实验测定的一组吸附等温线上，选定吸附量为q1，作水平 线与各等温线相交。吸附等量线根据交点的温度与压力，画出一 条p~T线，这就是吸附量为q1时的吸 附等量线。从图上可见，保持吸附量不变，当温度升高时，压力也要相应增高。 从等量线上可以求出吸附热。 选定不同的吸附量，可以画出 一组吸附等量线。（二）、吸附等温线方程 吸附等温线方程是等温吸附的数学解析式。 是吸附等压线和吸附等量线的基础? 常用的三个方程：1、弗来因德利希（Freundlich）经验方程 2、兰格缪尔（Langmuir）方程 3、 BET方程 : （多层吸附）1、弗来因德利希（Freundlich）经验方程 V=KP1/N 1814年出现 式中：K、n(＞0)―常数； p ――吸附质分压 或C――吸附质平衡浓度（g/L） V――吸附量检验弗来因德利希方程是否适用于某 个吸附体系。方法是通过试验测定该吸附 体系在一系列平衡压力 P 下的吸附量 V 。以 logP 为横坐标、 logV 为纵坐标作图是否可 得到一条直线。 适于中等浓度吸附 取对数： LogV=LogK+(1/n)LogP 1/n 越小，吸附性能越好， 1/n=0.1~0.5 ， 容易吸附； 1/n&2，则难吸附。1/n较大则采用连续吸 附，反之采用间歇吸附。2、兰格缪尔（Langmuir）方程 1918年 V=Vm ?kP/(1+kP)当吸附质气体压力很小时，即kP《1，则V=Vm ?kP； 当吸附质气体压力很大时，即kP》1，则V=Vm ；P/v=1/(Vm ?k)+P/ Vm如果兰格缪尔方程适用于某个体系。 则测定一系列的P、V值后，以P/V为纵 坐标、P为横坐标作图能得到一条直线。3、 BET方程 : （多层吸附） 1938年 （Brunauer、Emmett、Teller） V=Vm ?CP/{(P-P0)[1+(C-1) ?P/ P0]}V―― 吸附量； Vm―― 第一层饱和吸附量 （即单分子层饱和吸附量）； P―― 吸附质 气体的压力； Po――试验温度下吸附质气 体的饱和蒸汽压； C―― 与吸附热有关的常 数。BET公式可以适应更广泛的吸附现象。※吸附量V是选择吸附剂和吸附设备的重要参数，V决定吸附剂再生周期的长短，V越大，再生周期越长，再生剂用量及其费用越小。V通过吸附试验来确定。4、 利用BET方程求比表面积⑴ 求单分子层饱和吸附量： 兰格缪尔方程：P/v=1/(Vm ?k)+P/ Vm 作直线，从斜率＝1/Vm求出Vm BET方程： P/[V (P-P0) ]=1/ (Vm ?C)+[(C-1)/(Vm ?C)] ?P/P0 作直线，从 Vm＝1/(斜率+截距）求出Vm ⑵ 比表面积 S=(Vm ?N ?Am)/(22400 ?G) S：试样的比表面积（O/g）； Vm：试样被一层氮气分子完全覆盖时所需氮气的体积（标准 状况下）（ml）； N：阿伏伽德罗常数（6.023×1023）； Am：吸附质分子的截面积（液氮温度下氮气分子的截面积为 0.162nm2）(O); G：试样的质量（g）； 22400：标准状况下1mol气体的体积（ml）。例题: 用活性炭吸附CHCl3时，0 ℃时的最大吸附量为93.8 dm 3? kg -1 已知该温度下CHCl3 的分压力为1.34 ×10 4 Pa时的平衡吸附量为 82.5 dm 3? kg -1 ，试计算：（1）朗缪尔吸附定温式中的常数b ；（2）CHCl3分压力为 6.67 ×10 3 Pa 时的平衡吸附量。 解：（1） 设V和Vm 分别为平衡吸附量和最大吸附量，则θ? V VmV m bp V? 1 ? bp即b??V (Vm ? V ) ? p82.5 dm3 ? kg ?1 Pa?93.8 ? 82.5?dm3 ? kg ? 1.34 ? 104=5.45 ×10 - 4 Pa -1 ( 2 ) V=93.8dm 3 ? kg ?1 ? 5.45 ? 10 ?4 Pa ?1 ? 6.67 ? 103 Pa 1 ? 5.45 ? 10 ? 4 Pa ?1 ? 6.67 ? 103 Pa= 73.5dm3? kg-1（三）、 吸附速度 单位时间、单位吸附剂的吸附量 , 单位: ?g /( g ? min) ?V ? q/t吸附速度V决定了废水和吸附剂的接 触时间，V越大，则接触时间越短，所需 设备容积就越小，反之亦然。吸附过程一般分为3个阶段： 1.液膜扩散（颗粒外部扩散）阶段 2.颗粒内部扩散阶段 3.吸附反应阶段：吸附质被吸附在细孔内 表面上。 吸附反应速度非常快，V主要取决于第I、 II阶段速度，而颗粒外部扩散速度（液膜 扩散）U=f(c、d、搅动)溶液浓度C↑，则U↑颗粒直径d↓，则U↑加强搅动，则U↑ 而颗粒内部扩散速度 V=f （细孔大小与 构造，吸附质的d）吸附剂颗粒直径d↓，V↑。d的大小对内、外部扩散都有很大影响， d↓,V↑。所以，粉末状活性炭比粒状活 性炭的吸附速度要快，接触时间短，设 备容积小。四、活性炭吸附的主要特点? 吸附剂：能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。? 吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类，如粗孔和细孔吸附剂，粉 状、粒状、条状吸附剂，碳质和氧化物吸附 剂，极性和非极性吸附剂等。? 常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂 (如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等)。? 活性炭与其它吸附剂如硅胶、活性白土、沸石以及各种树脂类吸附剂相比较时，具有许多特点。(一)、属于非极性吸附活性碳是疏水性的非极性吸附剂，能选择性 地吸附非极性物质，而对不饱和的含碳化合物， 如含双键或三键的化合物，选择性吸附的能力小。 ? 硅胶、矾土类吸附剂是极性(亲水性)吸附剂， 对极性分于的选择性吸附能力大，即对不饱和的 含碳化合物的吸附力大。例如，以活性炭和硅胶 作为色谱柱，分离溶于石油醚溶液中的肉桂酸、 硬脂酸和软脂酸的混合物时，吸附的次序两者恰 好相反。? 以活性炭为色谱住?? ?硬脂酸 软脂酸 肉桂酸以硅胶为色谱柱 肉桂酸 软脂酸 硬脂酸? 这是因为硅胶是极性吸附剂，易于吸附极性最大的肉桂酸。但是，当活性炭上有化 学吸附的氧时，会导致增加对极性物质的 吸附能力。?杜宾宁认为，在活性炭的吸附中， 由于活性炭的非极性的性质，只有范德 华力中的弥散力的作用引起物理吸附。 这种弥散力的产生是由于在任何分子(包 括非极性分子)之间负电荷在电子云不同 点上发生偶然的瞬时集聚而引起的。这 特点使活性炭较适合于对有机化合物的 吸附，特别是芳香族化合物。因此，活 性炭吸附有如下规律：?1、对芳香族化合物的吸附优于对非芳香族化合物 的吸附，如对苯的吸附优于对环己烷的吸附； 2、对带有支链的烃类吸附，总是优于对直链烃类 的吸附； 3、对有机物中含有和不含有无机基团的吸附不一 样，凡含有无机基团的总是低于不含有无机基团 的化合物。如对吡啶的吸附总是低于对苯的吸附; 4、对分子量大的和沸点高的化合物的吸附总是高 于分子量小的和沸点低的化合物，等等。???(二)、比表面积大表3-4-6活性炭的比表面积最大，而平均孔径最小，说明活性炭主 要是微孔。活性炭的比表面积不同，吸附性能也不同，一般 比表面积大的，吸附能力也大，但是，比表面积相同的活性 炭，吸附能力也可能有很大差别，这是由于活性炭的孔隙形 状和孔径分布、表面化学性质和灰分含量不同等原因所放。(三)、有较发达的孔隙结构? 活性炭具有发达的孔隙结构，除活性炭分子筛以外，孔径分布范围较广，因此，能吸附 分子大小不同的各种物质，但选择性的吸附 分离效果较差。吸附质分子的大小与活性炭 孔隙大小相对应时有利于吸附。有人认为， 当活性炭的孔隙半径比吸附质分子的半径大 3-4倍时，最有利于吸附。? 液体分子一般比气体分子大，一般过渡孔较发达的活性炭有利于液相吸附，例如， 糖用炭适用于除去糖液个的大分子杂质； 微孔发达的活性炭适用于气相吸附，对于 低浓度的和低沸点的气体和蒸汽的吸附能 力也是很大的。 ? 孔径大小相近，比表面积相同的两种活 性炭，对分子虽相同的化合物进行吸附时， 吸附能力往往不同，这可能与活性炭的孔 隙形状、表面性质和活性炭与吸附质的亲 合力有关。(四)、活性炭的表面特性?由于活化条件不同，活件炭的表面性质 也有所不同。例如，在高温下用水蒸汽活化 制得的颗粒活性炭，表面多合碱性氧化物， 而用氯化锌法制得的活性炭，表面多合酸性 氧化物。由于表面氧化物的性质不同，吸附 性质也有差别。水蒸汽法活性炭对碱和碘的吸附能力比氯化锌法 活性炭小得多，对酸的吸附能力随着活化温度的 提高而增大。(五)、活性炭的催化性质活性炭作为接触催化剂用于各种异构化、聚合、氧 化和卤化反应中。活性炭也用作其他催化剂的裁体。 ? 活性炭的催化活性是由于炭的表面和表面化合物 以及其它物质，特别是灰分的作用。 ? 活性炭在化学工业中更常用作为催化剂载体，即 将有催化活性的物质沉积在活性炭上，一起作为催 化剂。这时，活性炭的作用并不限于被动的负载活 化剂。由于活性炭有较大的比表面积以及它的孔隙 结构特性和表面化学性质等，对催化剂的活性、选 择性和使用寿命都有重大影响，它具有一种助催化 的作用。?(六) 性质稳定、容易再生?活性炭的化学性质非常稳定，能耐酸、 碱，所以能在比较大的酸碱度范围内应用； 活性炭不溶于水和其它溶剂，所以能在水 溶液和许多溶剂中使用；活性炭能经受高 温和高压的作用，以及由于它的催化活性， 在有机会成中也常用作为催化剂或载体。? 但是，在较强的氧化条件下，也容易发生氧化反应，例如，氯化锌法活性炭在与强 氧化剂接触时，能发生氧化分解作用；又 如在高温下活性炭与氧接触时也能发生反 应。 ? 活性炭经使用失效时，可以用各种方法 进行再生，使其恢复原来的吸附能力，再 用于生产。活性炭一般能进行多次反复再 生，如果在合适的条件下再生时，它的吸 附性能不会显著降低。五、活性炭吸附过程的主要影响因素? 活性炭可用于气相吸附，也可用于液相吸附，两者使用的条件不 同，影响活性炭吸附力的因素也 有差别。(一)、气相吸吩的影响因素1、温度 ? 组成气体的各种分子，处在不同的热运动状 态之中。气体分子的热运动受温度的影响。 当温度降低时，运动分子上的能量减小，因 而排出每一个分子的剩余能量所需要的吸引 力就比较小，气体分子较容易被吸附。吸附 时排出的剩余能量是以吸附热的形式放出， 由于吸附的放热反应，因此，温度升高对吸 附不利。?2．压力对于易被吸附的蒸汽，大幅度增大压力对其吸 附的影响不大。大多数在常压下达到接近于饱和吸 附量。但对于吸附性较小的气体，在高压下吸附量 却显著增大。 ? 从混合物中吸附时的吸附量可能随压力而变化。 例如，在低压下从乙烯和二氧化碳的混合物中吸附 乙烯的量较大，而在高压下则相反。又如在2870毫 米的压力下，二氧化氮和一氧化二氮几乎是以相同 的体积被吸附；而在72毫米压力下被吸附的气体中 2／3是一氧化二氮。?3．沸点和临界温度表3-4-9沸点和临界温度高的气态物质一般易于被吸附沸点和临界温度较高的光气和二氧化硫的吸 附量较大。这一点可以用毛细凝聚现象来解释， 即沸点和临界温度高的气态物质，容易产生毛细 凝聚作用而被吸附。 }