碳材料结构性质汇总.pptx

上一堂课的主要内容;第一节 、活性炭的基本概念 第二节、活性炭的微结构 第三节、活性炭的孔隙结构 第四节、活性炭的化学结构 第五节、活性炭的吸附性能 第六节、活性炭的质量指标 ;第一节 、活性炭的基本概念;二、活性炭工业历史与现状;日本学者柳井弘提出，把活性炭工业的建立和发展分为四个时期：;谢勒(Sheele)在1773年、方塔纳(Fontana)在1777年分别发现木炭能吸附大量的气体及空气。 1785年，洛维茨证实木炭能使某些液体脱色。这一发现导致木炭于1794年在英国精制糖厂中首次获得工业应用。 18世纪末，人们首次发现木炭的吸附能力; (2)、工业生产出现(1900-1925年)：1900-1901年，奥斯特雷杰科(Ostrejko)发发明了金属氯化物和植物原料混合来制造活性炭的两项专利。1909年以木炭为原料用气体法在欧洲开始生产粉状活性炭，1911年荷兰NORTE炭出售(后成为命名的糖用碳)， 1911年在维也纳附近的Fanto工厂首次用水蒸气活化法生产出Eponit粉状炭，1913年又用氯化锌活化法生产出防毒面具用的粒状活性炭。;从20世纪初至20世纪中期，由于战争的原因，防毒面具用活性炭和糖厂用的脱色炭有很大发展。 第二次世界大战开始后，要求可靠性更高的防毒面具，煤开始作为生产活性炭的原料，出现了压块、压伸工艺制造技术。; (3)、成长期(1925-1950)，20年代初期在欧洲，活性炭的用途已扩大到矿物油、植物油和化学药品的精制。 1926年以后，活性炭制法研究集中在荷兰，而理论方面研究集中在德国。 1929年以后，在美国开始把粉状活性炭用于水处理(每年2000-3000 t)。这时原料使用相当广泛，扩展到用果壳、核、泥煤等。活化方法也多种多样，理论研究进一步深化。 ;1938年布朗诺尔、埃米特、泰勒(Brunauer, Emmett, Teuer) 3人在朗格谬尔(Langmuir)动力学吸附理论的基础上，提出了多分子层吸附理论(简称BET理论)和著名的BET方程。 1943年美国匹斯堡活性炭公司(现在的Calgoh公司)首次采用烟煤压块、水蒸气活化工艺制造军用活性炭。 德国和日本采用挤压成型制造柱状活性炭。在此期间，基础性研究也有了一些进展。;(4)、新发展期(1950—1975年)。第二次世界大战后．活性炭工业的主导权己从欧洲转到美国，为保护环境和节省能源，活性炭用途已扩大到空气净化、废水处理、香烟滤嘴等方面、原料来源转向煤、石油。多层耙式炉、流动床炉等气体活化法逐步扩大，药品(氯化锌)活化法逐渐减少、再生技术提上日程，进入现代化工业水平。这时在美国活性炭的应用巳遍及17个行业，如自来水、工业用水净化，气体净化、分离，溶剂回收，制糖等。 工业应用促使活性炭吸附理论和空隙结构研究有很大进展。 ;苏联学者杜宾宁(Dubinin)等人发展了Polanyi的吸附势理论，提出了体积填充理论和计算活性炭孔分布的D-R ( Dubinin-Radushkevioh)和D-A (Dubinin-Astakhor)方程，成为当今人们研究活性炭孔结构的重要理论和方法。;从20世纪70年代初开始，随着现代工业和环境科学的发展，出现了许多活性炭新品种和新应用，如球形炭、浸渍炭、纤维活性碳等。 活性炭的产量和质量也在不断提高，至80年代末全世界活性炭年销售量约60万吨， 其中以煤为原料加工制成的活性炭占60%以上。;三、我国活性炭工业的创立与发展 ; 在活性炭工业的发展史上，有代表性的事件记录如下： ; 1975年以前．我国活性炭工业还没有负责协调发展的主管单位，产量一直在1万t以下波浪起伏。 1976年，农林部、对外贸易部共同在江西怀玉山召开了全国第一次活性炭座谈会，开始有意主管活性炭生产，对活性炭生产的发展起到了很大的推动作用。 1981年，在重庆召开第一次全国活性炭学术讨论会时，活性炭产量首次过1万t，达到1．2万t。;1983年，在太原召开第二次全国活性炭学术讨论会时产量翻番达3．5万t。 1987年，在北京召开第三次全国活性炭学术讨论会时统计产量达4．5万t。 l991年，在上海召开第四次全国活性炭学术讨论会时统汁产量达5．5万t。 1992-1993年分别召开全国活性炭行业协会和全国活性炭学术讨论会时统计产量达6万t，生产能力有l0万t。;2、活性炭的产量 2007年活性炭产量 150，000吨 颗粒活性炭总产量 85，000吨 粉状活性炭总产量 65，000吨; 1990年1995年2000年2005年2010年 活性炭总产量 43.0 67.0 100.9 149.6 216.1 活性炭进口