山楂壳叶活性炭的应用】
在环境保护中的应用
大气、水资源和土壤污染对人类健康、 陆地动植物产生严重危害,已引起当今社会的广泛关注。活性炭对气体污染物、金属离子及苯、苯酚和甲苯等有机化合物具有较强的吸附能力,是一种公认可再生的吸附材料。在水污染如此严重的今天,活性炭能有效地去除水中大多数有机污染物、重金属、臭味及色度,在污水净化领域具有重要的科学意义和的应用前景。活性炭是一种多孔性物质, 凭借其微孔吸附不仅可以吸附脱色除嗅,还可以有效地吸附一些杀虫剂, 去除水中的致突变物质,因而,在水污染治理方面引起各国科研学者及环保工作人士的广泛关注。目前,活性炭作为一种水处理材料,已经成为常规净化水成熟有效的方法之一,可用于水质净化、废水处理、重金属回收等方面。活性炭还可作为酸性土壤改良剂。
在临床医疗中的应用
目前,活性炭的应用】[3]
1.在环境保护中的应用
大气、水资源和土壤污染对人类健康、 陆地动植物产生严重危害,已引起当今社会的广泛关注。活性炭对气体污染物、金属离子及苯、苯酚和甲苯等有机化合物具有较强的吸附能力,是一种公认可再生的吸附材料。在水污染如此严重的今天,活性炭能有效地去除水中大多数有机污染物、重金属、臭味及色度,在污水净化领域具有重要的科学意义和的应用前景。活性炭是一种多孔性物质, 凭借其微孔吸附不仅可以吸附脱色除嗅,还可以有效地吸附一些杀虫剂, 去除水中的致突变物质,因而,在水污染治理方面引起各国科研学者及环保工作人士的广泛关注。目前,活性炭纤维作为一种水处理材料,已经成为常规净化水成熟有效的方法之一,可用于水质净化、废水处理、重金属回收等方面。活性炭还可作为酸性土壤改良剂。
2.在临床医疗中的应用
目前,活性炭在临床领域的应用主要包括:口服紧急药用活性炭、 血液净化用活性炭以及癌症治疗用活性炭。活性炭作为口服紧急药的应用研究取得了重要进展。在中国香港,活性炭已成为中毒患者急诊治疗的。在俄罗斯, 已经允许给儿童服用活性炭用于腹泻、中毒等的临床治疗。血液净化是活性炭作为吸附剂之一在医学上的典型应用,国内外近些年来对活性炭的成形技术、 使用方式和吸附性能进行了研究,并取得了较快的进展,陆续出现了各种亲水凝胶、高分子材料包膜的活性炭、含碳纤维、炭膜以及碳纤维织物等各种形式的医用活性炭吸附剂。在美国,活性炭已辅助进行恶性肿瘤的手术和介入治疗。活性炭具有的淋巴趋向性和吸附性能,能够吸附药物,具有功能性缓释特性。活性炭吸附药物制剂一方面能够定向分布于淋巴结,并长时间维持较高浓度;另一方面,活性炭在移行到淋巴结的同时能够将淋巴结黑染, 从而指导淋巴结清除手术,清除转移淋巴,其临床应用前景日益广阔。
3.在催化领域的应用
活性炭本身具有催化活性,可单用作催化剂。如氯气与一氧化碳在活性炭催化下生成光气,氯气与二氧化硫生成硫酞氯,又如二氧化硫在活性炭催化下生成三氧化硫,次氯酸和次氯酸化合物的分解等。活性炭作为催化剂载体也被广泛应用。如活性炭载附醋酸锌作为乙炔和醋酸合成醋酸乙烯酯单体的催化剂,载铂和把的活性炭可用于加氢、脱氢、芳构化、环化和异构化的催化剂,活性炭也可作低压氯乙烯生产中的催化剂载体等。
活性炭在临床领域的应用主要包括:口服紧急药用活性炭、 血液净化用活性炭以及癌症治疗用活性炭。活性炭作为口服紧急药的应用研究取得了重要进展。在中国香港,活性炭已成为中毒患者急诊治疗的。在俄罗斯, 已经允许给儿童服用活性炭用于腹泻、中毒等的临床治疗。血液净化是活性炭作为吸附剂之一在医学上的典型应用,国内外近些年来对活性炭的成形技术、 使用方式和吸附性能进行了研究,并取得了较快的进展,陆续出现了各种亲水凝胶、高分子材料包膜的活性炭、含碳纤维、炭膜以及碳纤维织物等各种形式的医用活性炭吸附剂。在美国,活性炭已辅助进行恶性肿瘤的手术和介入治疗。活性炭具有的淋巴趋向性和吸附性能,能够吸附药物,具有功能性缓释特性。活性炭吸附药物制剂一方面能够定向分布于淋巴结,并长时间维持较高浓度;另一方面,活性炭在移行到淋巴结的同时能够将淋巴结黑染, 从而指导淋巴结清除手术,清除转移淋巴,其临床应用前景日益广阔。
在催化领域的应用
活性炭本身具有催化活性,可单用作催化剂。如氯气与一氧化碳在活性炭催化下生成光气,氯气与二氧化硫生成硫酞氯,又如二氧化硫在活性炭催化下生成三氧化硫,次氯酸和次氯酸化合物的分解等。活性炭作为催化剂载体也被广泛应用。如活性炭载附醋酸锌作为乙炔和醋酸合成醋酸乙烯酯单体的催化剂,载铂和把的活性炭可用于加氢、脱氢、芳构化、环化和异构化的催化剂,活性炭也可作低压氯乙烯生产中的催化剂载体等。
山楂壳叶壳活性炭是一种用途十分广泛的吸附剂,小孔径的活性炭可用作气体分离、回收溶剂蒸气、冰箱脱臭剂、防毒面具中的吸附剂,大孔径可用作脱色,清除溶液中的呈色物质,例如白糖、葡萄糖、酒类、油脂、医药、水的净化等的脱色;催化剂。
1. 气相吸附应用
山楂壳叶壳 活性炭的气相吸附应用有很多,如与储氢合金形成的复合材料可以在温和条件下吸附氢气或天然气混合物,从而可以应用于炼油厂催化干气中氢气的吸附;城市天然气用量随时间变化而或高或低,通过高比表面积的活性炭吸附罐可以有效实现天然气管道下游调峰,进而降低投资成本。除用于能源气体的储存外,美国、德国等发达国家还开发出了基于活性炭的,具有多次再生功能的新型织物,并将之应用于许多特殊服装如飞行服、抗皱内衣等的制造。
净化室内空气:与室外空气污染相比,室内环境污染对健康的危害更为直接,是导致人们过敏、气喘、疾病等的重要原因。室内环境污染的污染源很多,包括建筑装潢材料、厨房油烟、家具用品以及烟草烟气等。随着人们对家居环境的重视程度越来越高,室内空气净化用活性炭的市场需求越来越大,因此适于室内用的即效性活性炭空气净化装置也将会得到普及[14]。根据室内有毒气体的种类和分子大小,经过孔径调控的活性炭可以特异性的将之去除,从而室内污染。化学喷涂方法只能暂时遮盖或淡化污染物气味,不能稳定去除缓慢释放的有害气体。目前,民用活性炭的市场已超过10亿元/年,竞争越来越激烈,但是暂没有相关国家或行业质量标准,导致市场混乱,产品质量参差不齐。由中国林科院林产化学工业研究所承担的室内空气净化活性炭的系列标准正在制定中,标准实施后将有效规范空气净化活性炭的市场。
电厂烟气联合脱硫、脱硝、脱汞:活性炭吸附脱硫、脱硝、脱汞是燃煤烟气干法净化技术的发展趋势,尤其适用于缺水地区,目前国家相关部门正在编制电厂烟气治理用吸附剂国家标准,今后这一类的产品将得到迅速发展。活性炭脱硫技术在国外已比较成熟,新的脱硫技术是在活性炭上负载钴、镍、钒、镁等金属以提高对二氧化硫的脱除性能。通用方法是先将金属离子引入煤和木质材料表面,引入的方式一般为络合或者离子交换,随后再对原料进行炭化和活化。此外也有报道称9%的碳酸钠溶液改性的活性炭对硫化氢具有特异吸附选择性。
油气回收:随着汽车工业的不断发展,汽车燃油挥发已成为空气污染的重要源头之一。研究表明:汽车总污染的40%左右来源于油气挥发污染,这占到了尾气排放污染的60%~70%。针对这个问题,国外科研工作者开发了具有吸附/脱附油气功能的活性炭,并将之应用于汽车挥发性汽油回收,节约能源的同时还保护了环境。目前国外的活性炭正丁烷工作容量(BWC)已从几年前的90~110g/L提高到150g/L,且高容量、低残留的油气回收用活性炭也在不断开发当中。国内企业对油气回收活性炭的使用也已开始,如北京燕山石化炼油厂通过使用活性炭油气回收装置,在2006年就回收了高达288t的汽油,合人民币约150万。这仅仅是在油气回收率为0.24%的条件下单个炼油厂的汽油回收效益,若放大到全国,每年排放到大气中的油气高达几万吨,对之进行有效回收将具有十分可观的经济效益和环保效果。
吸附净化有机废气:随着工业化趋势的加速,使用有机溶剂的行业及种类也越来越多,为防止这些溶剂在使用过程中直接排入大气造成污染,进行回收或净化处理。活性炭因价格低廉,操作简单等特性而被广泛应用于有机溶剂的吸附。活性炭表面惰性化处理后,对高浓度贵重有机气体进行吸附/解吸,避免有机溶剂在活性炭表面发生催化改性,导致回收的贵重有机溶剂无法重复使用。对于低浓度有机废气,建议使用负载金属催化剂的活性炭,在吸附过程同时将有机溶剂催化降解为CO2和H2O,目前比较容易净化到10-6浓度级别。随着国家对环保和资源循环利用重视度的提高,活性炭整套回收有机溶剂系统的需求也必将越来越大。
空气分离:富氧化学工业中存在的主要问题之一是如何从空气中的分离出氧气。虽然困难重重,但是以活性炭特异性吸附以实现氧气的分离的研究早有报道,如通过化学蒸气沉积法对活性炭的孔径进行定向调控,制备成具有分子筛性能,孔径均匀分布的活性炭,对空气中的氧气进行分离富集已在国外商业化中应用。
氢气/甲烷的储存:含能物质(如氢气、天然气)的有效储存作为一种新型的节能技术而受到科技工作者的高度关注。在航天领域中应用的氢,都是在高压下液化储存的,不仅费用昂贵,而且非常不安全,因此研制在常温和较低压力下,方便、地储存和释放氢能的材料一直是科研人员追求的目标。近年来,国内外学者开发了比表面积超大(3500m2/g),孔径小且分布均匀的超级活性炭作为储存燃料气体的载体,常温和4MPa条件下可储存2%;而在77K低温条件下,采用3MPa就可吸氢5%。目前储氢炭材料主要有单壁纳米碳管(SWNT)、多壁纳米碳管(NWNT)、碳纳米纤维(CNF)、碳纳米石墨、高比表面积活性炭、活性炭纤维(ACF)和纳米石墨等。与上述储氢材料相比,超级活性炭的优点是储氢量高、经济、解吸快、循环使用寿命长和易产业化,从而成为很具潜力的储氢方法。
液相吸附应用
山楂壳叶壳活性炭液相吸附的应用非常广,包括制药、化工、环保和食品等。美国环保署制定的饮用水有机污染指标中,活性炭是其中64项指标中的51项污染物的有效技术。因此,水处理是活性炭应用为广泛的市场,将是21世纪活性炭应用增长快的领域。
活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。20世纪70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明,活性炭对水中微量有机污染物具有的吸附性,它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况下,对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物,如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等,都有特的去除能力。所以,活性炭吸附法已逐步成为工业废水二级或三级处理的主要方法之一。
吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程。吸附是一种界面现象,其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种,一种是溶剂水对疏水物质的排斥力,另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附,多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力,在选择活性炭时,应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外,灰分也有影响,灰分愈小,吸附性能愈好;吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近,愈容易被吸附;吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内,吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外,水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少。活性炭在有机合成中的作用
活性炭是有机合成实验中常用的物质之一,主要用来给化合物脱色除杂。根据化学基础实验书上讲,活性炭的标准使用方法是在重结晶前热滤脱色,其实活性炭还有其它用法,巧妙的利用活性炭的性质,区分其优缺点,将给有机合成实验带来许多便利。