高比表面積活性炭的應用前景
活性炭作為一種優良的吸附劑,已經被廣泛應用于許多行業。高比表面積活性炭擁有發達的微孔結構和超強的吸附能力,在諸多方面表現出了應用潛力:
(1) 氣相吸附;钚蕴吭跉庀辔街械膽檬菑牡谝淮问澜绱髴鹬械姆蓝久婢唛_始的。此后,活性炭除了用于傳統的氣體凈化外,還用于氣體燃料吸附和氣體分離等。例如,用活性炭來吸附裝修材料揮發出來的甲醛,可以使人們的居住環境更加安全;可以代替高壓壓縮和低溫液化存儲,對氣體燃料進行吸附存儲,大大加強了氣體燃料貯存和運輸安全;利用變壓吸附可達到分離氣體的目的,在工業上利用極為廣泛。
活性炭應用于氣相吸附的主要優點是:工藝簡單,可以反復再生和回收,從而使操作成本降低。主要缺點是:由于絕大部分吸附工程是放熱過程,局部過熱有引起爆炸的危險。為了克服吸附法回收溶劑的缺點,在設計和使用此法時,要注意各種溶劑的爆炸極限、爆炸溫度和解吸方法的選擇。
(2) 液相吸附;钚蕴吭谝合嘀凶鳛槲絼┦褂檬菑木铺情_始的;钚蕴康氖杷允顾軓乃芤褐形礁鞣N物質,因此廣泛應用在水溶液的凈化中。
食品工業用于增白、防止返色和有利于結晶等;制藥工業用于脫色、出臭、提高藥物的純度、增加藥品的穩定性和減少或避免副作用;活性炭對無機離子有著極大的吸附能力,可以飲用水凈化、貴重金屬回收與富集、工業三廢處理等;自來水用活性炭處理可去掉多種有機質和各種臭味,也可除去由于氯氣或漂白粉處理后生產的對人體有害的含氯碳氫化合物。除了自來水的凈化外,活性炭還可以用于污水處理。
(3) 電能儲存。雙電層電容器(Electric Double-Layer Capacitor,簡稱EDLC)是近年來發展起來的一種新型的儲能元件,它具有容量大、體積小、充放電簡單等優點,廣泛應用于微機存儲器的后備電源、電動汽車的輔助電源等方面。EDLC電容量與電極材料的比表面積和電解質的介電常數成正比,與雙電層的厚度成反比。HSAAC具有比表面積高、導電性好、化學穩定性好等優點,將其作為EDLC的電極材料,可以顯著提高電容器的電容量,并具有良好的充電性能和循環性能。
(4) 催化劑及其載體。HSAAC可以用作催化劑,例如,在乙苯氧化脫氫制苯乙烯的過程中,采用HSAAC作為催化劑,不僅可以顯著降低反應溫度、減少能耗,而且其轉化率和選擇性均有大幅度的提高,分別達到80%和90%,大大高于普通的活性炭。在甲醛轉化反應中,采用高比表面積活性炭AX-21作為催化劑MnO2的載體,可以使反應的轉化率由22.8%提高到70%。