活性炭生產廠家--果殼活性炭液相吸附的評價與單寧酸值的測定!

　　果殼活性炭由于其微孔發達，而且微孔孔徑分布寬，具有疏水性、耐酸、耐堿、耐高溫，因而廣泛應用于國民經濟各個領域。從國防工業中防毒面具，到民用工業中凈水劑，幾乎到處用到活性炭。大到生物工程中發酵液的精制、藥品精制、化工原料精制、食品中氨基酸精制等;汽車工業尾氣處理，能源工業上發電廠脫硫、天然氣脫硫，環境保護、水資源保護中廢水處理、上水處理;電子工業中的大容量電容器上使用;小到冰箱除臭，香煙濾嘴，脫臭鞋墊等等。

　　果殼活性炭的應用分為兩大類，氣相和液相。脫色和水處理是比較典型的液相吸附，常用粉狀活性炭或顆粒活性炭。水處理目前已越來越受到政府和民眾的關注。

　　為了有效利用果殼活性炭，降低處理成本，必須合理選擇和利用活性炭。要有效選擇活性炭，就應對活性炭的優劣進行評價。

　　1液相吸附評價

　　果殼活性炭液相吸附主要是指對液相中有害污染物，包括色素、生物可降解物、有機大分子化合物、酚類、芳香徑、腐值酸、有害元素進行脫除。

　　不同類型的活性炭，對不同類型的被脫除物質的脫除效能有極大差異。活性炭生產廠廠家目前普遍使用活性炭對碘、亞甲基藍、糖密、焦糖、赤鮮紅、單寧酸等的吸附值大小來評價活性炭性能。由于評價方法眾多，生產廠家和應用廠家無所適從，目前被廣泛承認的是美國材料實驗協會(ASTM)制定的液相等溫線法測定活性炭吸附能力的標準方法ASTM D3860[1]。

　　1.1 測定果殼活性炭吸附能力的方法

　　美國材料試驗協會(ASTM)制定的液相等溫線測定活性炭吸附能力的標準方法ASTM D 3860，是一個測定液相吸附能力的基本方法。其它測定活性炭液相吸附能力的方法均由此法延伸或派生出來。

　　ASTM D3860是基于弗倫德利希(Fre-undlich)吸附等溫方程，

　　在雙對數坐標紙上，以平衡濃度C為橫坐標，X/M為縱坐標，將各實驗點連接起來為一直線，不同類型的炭對某一被吸附物有其自己的特性線。由此可以比較出各種炭對某吸附物的吸附性能優劣。

　　碘的測定定

　　1.2.1 碘元素的分子質量為254，分子直徑一般認為是0.49~0.53nm。是比較小的分子，把碘看作是在液相中活性炭對小分子物質吸附能力和活性炭內微孔多寡的衡量指標。ASTM D 4607，制訂了碘吸附的測定方法，此法是基于液相等溫線方法，用3個炭樣繪出擬合線。規定為剩余濃度C=0.02mol/L時，X/M為碘吸附值。

　　1.2.2 美國水業協會(AWWA)對碘吸附值的規定是以一個炭樣按剩余濃度乘以校正系數，類似于剩余濃度為0.02mol/L時的碘吸附值。我國的國家標準《煤質顆粒活性炭實驗方法》GB/T7702-1997[2]基本參照ASTM D 4607，《木質活性炭實驗法》GB/T12496-1999[3]基本參照ANSL/AWWA。

　　1.3 酚值的測定

　　酚值的測定是果殼活性炭用于含酚廢水處理時的一個衡量指標，美國水業協會ANSI/AWWA標準規定是按液相等溫線吸附經修改的方法，該方法要求活性炭濃度以g/L計算，即苯酚溶液濃度從200mg/L降到20mg/L所需活性炭的濃度的為酚值[4]，所以，美國水業協會ANSL/AWWA所述酚值是活性炭對苯酚吸附越差，所需活性炭濃度越高，酚值越高;反之，活性炭對苯酚吸附越好，所需活性炭濃度越低，酚值越底。我國GB/T7702-1997，GB/T12496-1999均規定初始苯酚濃度為1g/L,炭樣為0.2g時吸附的苯酚量定義為酚值，我國的酚值越高，活性炭對苯酚吸附越好。

　　1.4 亞甲基藍吸附值的測定

　　亞甲基藍分子質量為320，分子直徑為1.1~1.2nm,按國際化學會分類，活性炭的孔徑大于2nm稱為中孔，一般認為亞甲基藍吸附值是測定活性炭的中孔的衡量指標，這是由于吸附劑的孔徑必須大于吸附質直徑才能被吸附。

　　美國ASTM沒有規定亞甲基藍吸附值的測定方法，我國GB/T7702-1997和GB/T12496-1999均規定了測試方法，由于亞甲基藍極稀溶液不符合貝爾定律(稀溶液的濃度與吸光度成正比)，所以均采用標準色階來量度最后的吸附。

　　1.5 對大分子色素吸附的評定

　　在食品工業、醫藥工業、釀造工業，一般采用生物發酵法(酶法)制造產品。在發酵過程中產生的各種類型的、分子大小不同的色素，精制產品時需要脫除這些色素。國外活性炭廠(如美國、歐洲廠家)往往采用糖密值或糖密脫色指數衡量活性炭對大分子色素脫除的能力。日本則采用焦糖色素來評價脫除色素的能力。我國《煤質顆粒活性炭試驗方法》GB/T7702-1997中焦糖脫色率的測定則是在定量試樣與定量焦糖實驗液，在規定條件下脫除焦糖色素得出焦糖脫色率。《木質活性炭試驗方法》GB/T12496-1999是基于ASTM D 3860方法，經修改計算活性炭對焦糖的脫色率。

　　2 單寧酸值的測定和標準的制訂

　　2.1 國內不同種類活性炭的單寧酸值

　　單寧酸值用于衡量活性炭對地下水脫色處理中的吸附性能顯得比較有效。單寧酸值高，對地下水脫色效果差;單寧酸值低，對地下水脫色效果好。

　　不同果殼活性炭的單寧酸值有所不同，表1為國外幾種典型活性炭的吸附性能，其酚值的表述是：要求果殼活性炭濃度以g/L計算，使標準苯酚液濃度從200mg表1國外不同種類活性炭吸附性能

　　2.2單寧酸值測定方法和標準的制訂

　　果殼活性炭在出口過程中，外商也經常提出測定單寧酸值(估計用于水處理中)，然而國內尚無測定單寧酸值的標準方法，所以有必要制訂單寧酸值的測定方法。

　　根據上所述原因林產化學工業研究所承擔了單寧酸值測定方法的標準制訂。

　　制訂單寧酸值測定標準主要參考美國水業協會粉狀活性炭標準ANSL/AWWA B 600，再根據林化所實驗條件進行修改(由組合攪拌器改為單一攪拌器)。

　　計算方法的修改，根據弗倫德利希吸附等溫線方程。

　　對某炭單寧酸吸附實驗，用AWWA方法計算出單寧酸值為360mg/L,用上述修正方法計算出單寧酸值為350mg/L。

　　目前該標準正在征求意見之中，報上級有關部門批準后再廣泛實施。

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