ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пористые углеродные адсорбенты из "Получение углеродных материалов" Пористые углеродные адсорбенты относятся к углеродным материалам, обладающим высокой удельной адсорбционной способностью. К ним могут быть отнесены прежде всего активные угли, а также углеродные волокна, вспененные пеки и смолы, различные коксы. [c.50] Углеродные адсорбенты могут использоваться в самых разнообразных процессах, например, для извлечения продуктов из газовой фазы и растворов. Это очистка различных технических и пищевых продуктов, производство лекарственных веществ, поглощение токсинов из биологических жидкостей и непосредственно из крови человека. [c.50] Одно из новых очень важных направлений использования у1 лерод-ных адсорбентов - извлечение радионуклидов из пищевых продуктов и питьевой воды. В настоящее время увеличивается потребность в углеродных адсорбентах для очистки питьевой, хозяйственно-бытовой и сточных вод, промышленных и газовых выбросов. [c.50] ИЗ плоскостей протяженностью 2-3 нм, образованных шестичленными кольцами, типичная для графита ориентшдая отдельных плоскостей решетки относительно друг друга нарушена. Это означает, что в активных углях слои беспорядочно сдвинуты относительно друг друта и не совпадают в направлении, перпендикулярном плоскости слоев (рис. 1.19). Расстояние между слоями больше чем у графита (0,335 нм) и составляет от 0,344 до 0,365 нм. Высота пачки слоев равна 1 - 1,3 нм. Таким образом, графитовые кристаллиты в активном угле содержат 3 - 4 параллельных углеродных слоя. [c.51] Кроме графитовых кристаллитов активные угли содержат по данным рентгеновского анализа от одной до двух третей аморфного углерода, наряду с этим присутствуют гетероатомы, в частности, кислород. [c.51] Адсорбенты специального назначения (например, для противогазов) должны обладать высокими прочностными свойствами, большой удельной поверхностью. Для их получения используют, например, скорлупу кокосового ореха, фруктовые косточки, асфальт, карбиды разного рода. Кроме того, важнейшим сырьем, используемым для получения углеродных сорбентов, являются древесина (в виде опилок), древесный утоль, торф. [c.52] Ископаемые угли являются наиболее используемым и перспективным сырьем, их доля в производстве адсорбентов составляет более 60%. [c.52] Основными предпосылками использования ископаемых углей в качестве сырья для получения активного угля является их недефицитность, широкий ассортимент исходных свойств, сравнительная дешевизна и простота их технологической переработки с образованием развитой пористой структуры. Для получения адсорбентов можно использовать угли начиная от бурых и заканчивая антрацитами. В зависимости от свойств используемого сырья будет изменяться технология его переработки, а, следовательно, качество и область применения получаемого активного угля. [c.52] С точки зрения тех1Юлогии переработки в активный уголь, ископаемые угли можно условно разделить на две основные группы. В первую группу входят неспекающиеся и слабоспекающиеся угли, на основе которых получают дешевые порошкообразные адсорбенты. Использование этих углей для получения гранулированных адсорбентов требует применения связующих веществ. Вторую группу составляют спекающиеся угли, на основе которых получают, главным образом, гранулированные активные угли. В этом случае возникает возможность уменьшения расхода связующих веществ или полное их исключение. [c.52] НИ измельчения угля, состава шихты. Используются угли начиная от газовых и кончая коксовыми. [c.53] Отечественной промышленностью выпускается ряд газовых (те. предназначенных для адсорбции газов и паров) активных углей. Это марки АГ-2, АР, СКТ, APT. Все они являются высококачественными гранулированными адсорбентами с высокой механической прочностью и развитым объемом микропор. [c.53] Вторая группа активных углей, выпускаемых промышленностью, предназначена для адсорбции из жидкой фазы. Эти угли используются для обесцвечивания растворов, очистки сахарорафинадных сиропов, очистки питьевой и сточных вод. Промышленностью для указанных целей выпускаются угли гранулированные (марки АГ-3, АГС-4, ATM), дробленые (марки КАД-иодный, ДАУ, БАУ, ДАК) и порошкообразные (марки ОУ, КАД-молотый, УАФ). Эта группа углей помимо высокой удельной поверхности и механической прочности должна обладать определенным содержанием минеральных примесей. Угли ОУ и БАУ приготовляются на основе древесного угля, остальные - из каменных углей. [c.53] Третья, самая малочисленная группа углеродных адсорбентов, это активные угли - основа катализаторов и химических наполнителей, углеродные носители. Для этих целей используются активные угли, характеризующиеся повышенным содержанием в структуре макро- и мезопор. Промышленность выпускает следующие марки активных углей этого типа АР-Д, АГМ, АГ-2, АГ-3. [c.53] Активные угли получают из разнообразного углеродсодержащего сырья. Процесс его активирования заключается в том, что этот материал подвергается селективной термической обработке в соответствующих условиях, в результате чего в нем образуются многочисленные поры, щели, трещины и увеличивается площадь поверхности пор на единицу массы -удельная поверхность. В технике используются химические и парогазовые способы активирования. [c.53] При химическом активировании используются главным образом не-карбонизованные исходные материалы, к которым относятся торф и древесные опилки. Превращение такого сырья в активный уголь происходит под воздействием дегидратируюпщх агентов при высоких температурах. В этом случае кислород и водород избирательно и полностью удаляются из углеродсодержащего материала, при этом происходят одновременно карбонизация и активация (обычно при температурах ниже бЗО С). [c.53] Древесина содержит, например, около 49% кислорода и около 6 % водорода в пересчете на массу сухого обеззоленного продукта. Бурые угли содержат соответственно 25 и 5% этих элементов. В качестве активирующих агентов в технике в основном используются фосфорная кислота, хлорид цинка и сульфид калия. [c.53] При получении древесных активированных углей для медицины используют сульфид калия и смеси гидроксида калия и серы. Активирование производится без доступа воздуха во вращающихся печах при 800 - 900°С. Затем после обработки разбавленной соляной кислотой и отмывания от иона хлора уголь подвергается термической обработке при 500 - 600°С с целью удаления серы, что увеличивает производственные затраты. [c.54] Следует отметить значение тщательной очистки углей от активирующих химических реагентов. Другим недостатком этого способа получения активных углей является необходимость регенерации химических реагентов, что повышает стоимость полу чаемой продукции. С экологической точки зрения процесс химического а сгивирования вреден для окружающей среды. [c.55] К преимуществам способа следует отнести сравнительно короткое время активирования исходных материалов, большой выход углеродного остатка, хорошие адсорбционные свойства активного угля. [c.55] Вернуться к основной статье