活性炭的再生研究

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1、摘要主要介绍了活性炭的应用及活性再生方法。活性炭广泛用于化工、医药、环保、航天、农药、废水处理等诸多领域中，在研究及生产中起到了非常重要的作用。活性炭的活性再生方法主要有传统的热再生法、生物再生法、溶剂再生法，及新兴的超临界流体再生法、电化学再生法、光催化再生法和微波辐射加热法等。微波辐射再生法作为一种高效、节能、省时的再生技术,具有巨大的发展潜力和优势。关键词:活性炭活性再生7目录第一章引言1第二章常用的活性再生法22.1传统的活性炭再生方法22.1.1热再生法22.1.2生物再生法22.1.3溶剂再生法22.2新兴的活性炭再生技术法32.2.1超临界流

2、体再生法32.2.2电化学再生法32.2.3光催化再生法42.2.4微波辐射再生法4第三章小结5第四章致谢6第五章参考文献77第一章引言活性炭是一种具有丰富空隙结构和巨大比表面积的炭质吸附材料，作为一种优良吸附剂，具有吸附能力强、化学稳定性好、力学强度高，且可方便再生等特点，被广泛应用于工业、农业、国防、交通、医药卫生、环境保护等领域、20世纪60年代初，欧美谷国升始大量便用活性炭吸附法处理城市饮用水和工业废水。目前，活性炭吸附法己成为石油化工、医药化工、农药化工、城市污水、工业废水深度处理和污染水源净化的一种有效手段。我国于20世纪60年代己将活性炭用于

3、二硫化碳废水处理，自20世纪70年代初以来，采用粒状活性炭处理工业废水，不论是在技术上，还是在应用范围和处理规模上都发展很快并取得了满意的效果。活性炭作为多孔吸附材料的一种，经过脱色或吸附饱和后，其内部的孔隙结构被吸附质堵塞，从而丧失吸附能力。大量的废活性炭被丢弃后，既造成能源浪费又产生二次污染。因此，国内外对废活性炭的再生都很重视。由于活性炭的用途不同，以及在环境治理过程中的吸附方法、吸附物质和吸附量的差异，再生时采用的方法也各不相同。新活性炭的生产需要大量的森林资源.废弃的活性炭又会造成二次污染，因此活性再生研究是一项研究已久而具有应用意义的项目。7第

4、二章常用的活性再生法2.1传统的活性炭再生方法传统活性炭再生方法主要有热再生法、生物再生法、溶剂再生法等，这些方法中热再生法是目前应用最多、工业上相对比较成熟的活性炭再生方法[1-2]。2.1.1热再生法活性炭的热再生的原理是将湿炭用高温气体慢慢干燥，在加热过程中，被吸附的有机物按其性质不同，通过水蒸气蒸馏、解吸或热分解等过程，以解吸、炭化、氧化的形式从活性炭的基质上消除[3]。热再生法发展历史较长，是目前被应用最多的一种再生方法。高温热再生一般采用的介质为水蒸气、烟道气、二氧化碳等惰性气体，其再生温度通常为300}9000C。高温热再生法的优点是再生效率

5、高、再生时间短、对吸附质基本无选择性。但是热再生也有缺点，在热再生过程中炭损失较大，一般在5%}10%，再生炭机械强度下降，炭表面化学结构发生改变，比表面积减小，并且由于颗粒间的摩擦和可能被流动的氧化性气体带走，损失还会进一步增大，热再生炭的吸附效率也会有所降低，反复再生丧失吸附性能。另外，热再生所需设备较为复杂，运转费用较高，不易小型工业化。2.1.2生物再生法　　生物再生法是利用经驯化过的细菌，解析活性炭上吸附的有机物，并进一步消化分解成H20和CO2的过程[4]。生物再生法与污水处理中的生物法相类似，也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小，

6、有的只有几纳米，微生物不能进入这样的孔隙，通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象，即细胞酶流至胞外，而活性炭对酶有吸附作用，因此在炭表面形成酶促中心，从而促进污染物分解，达到再生的目的。生物法简单易行，投资和运行费用较低，但所需时间较长，受水质和温度的影响很大。微生物处理污染物的针对性很强，需就特定物质专门驯化。且在降解过程中一般不能将所有的有机物彻底分解成CO:和H20,其中间产物仍残留在活性炭上，积累在微孔中，多次循环后再生效率会明显降低。因而限制了生物再生法的工业化应用。2.1.3溶剂再生法溶剂再生法的原理是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡

7、关系，通过改变温度、溶剂的}H值等条件，打破吸附平衡，将吸附质从活性炭上脱附下来[5]。7根据所用溶剂的不同可分为无机溶剂再生法和有机溶剂再生法。前者用无机酸(H2SO4,HCl等)或碱((NaOH等)作为再生溶剂;后者用苯、丙酮及甲醇等有机溶剂，萃取吸附在活性炭上的吸附质。溶剂再生法的优点是吸附质易于回收，活性炭的损失不大。其缺点是溶剂使用后处理不当易产生二次污染，且由于废液与再生炭分离困难，对粉状活性炭难于再生。对于被吸附物质为大分子有机物质或分子结构中支链较多的有机物质来说，因“瓶颈效应”或“章鱼效应”，溶剂再生效率低，在被吸附物种类较多、成分较为复

8、杂时，通常需要几种以上的萃取剂。有人[6]把热再生和溶剂再生法结合