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活性炭再生既扩大活性炭二次资源的利用,又能消除废炭的污染,是对废炭回收利用最有效途径,因此,国内外对此研究十分重视,据报导,目前国内外活性炭再生方法主要有:加热法、药剂法、湿式空气氧化法、微生物法和电解氧化法等。通过环保再生后,废活性炭便可重新在这些行业中使用,保护了环境。
活性炭的制备主要包括炭化-活化-再生三个步骤。
炭化:将有机原料(果壳、煤、木材等)在隔绝空气的条件下加热,以减少非碳成分。
活化:将炭化后的物质与气体或化学药剂进行反应,使其表面被侵蚀,产生发达的微孔结构。
再生:活性炭被使用后,在不破坏其原有结构的前提下,去除吸附于活性炭微孔的吸附质,恢复其吸附性能。
其中活化是活性炭制备的关键步骤。
在金属表面处理中可使用活性炭净化电镀溶液,去除有机杂质。在镀液中加入多种有机化学品,用于改善镀层质量,提高光亮、光滑、延展性等性能。由于阳极氧化和阴极还原过程中的直流电和电解反应,有机添加剂在溶液中产生不需要的分解产物。它们的过度堆积会对电镀质量和金属镀层的物理性能产生不利影响。活性炭处理可去除这些杂质,并将电镀性能恢复到所需水平。
活性炭可以用于治疗中毒和用药过量。通过摄入活性炭,可以迅速吸收有害物质,以免对人体造成更进一步伤害。活性炭片剂或胶囊在许多国家作为非处方药物被用于治疗腹泻、消化不良和胃肠胀气。然而,如果中毒是由于摄入腐蚀性物质,如碱和强酸、铁、硼酸、锂、石油产品或酒精,则通常无效。活性炭无法阻止人体吸收这些化学物质。活性炭对强酸或碱、氰化物、铁、锂、砷、甲醇、乙醇或乙二醇中毒尤其无效[2]。不正确的操作(例如进入肺)会导致肺吸入,如果不立即开始治疗,可能会致命。
活性炭可用于从血浆样品中直接提取达比加群、阿哌沙班、利伐塞班和依杜沙班等口服抗凝剂。由于这种活性炭对凝血因子、肝素或大多数其他抗凝剂没有影响,因此可以分析血浆样本是否存在DOACs(一种抗凝血药物)影响的异常。
多孔材料就像海绵一样储存不同类型的气体。气体通过范德华力被碳材料吸附。温度较高时,气体可以被解吸,或者燃烧。活性炭储气是一种很有吸引力的储气方法,因为它可以储存在低压、低质量、低体积的环境中,比大型车载压力罐更为可行。
活性炭对碘有很好的吸附作用,碘容量(mg/g,典型范围为500-1200mg/g)可用于指示总表面积。许多碳优先吸附小分子。碘值是表征活性炭性能的基本参数。 它通过从溶液中吸附碘来测量活性炭的微孔(0至20Å,或高达2nm)含量。
灰分降低了活性炭的整体活性,降低了再活化的效率,取决于用于生产活性炭的基础原料(如椰子、木材、煤等)。 酸/水溶性灰分含量比总灰分含量更重要。可溶性灰分含量低的碳应用于海水、淡水鱼和礁槽,以避免重金属中毒和植物/藻类过度生长。
目前市场上存在大量质量低、吸附效果差的活性炭,难以满足挥发性有机物 (VOCs)污染控制要求,《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》提出“采用活性 炭吸附技术的,应选择碘值不低于800毫克/克的活性炭”,目的是引导企业主动 使用吸附效率高的活性炭,实现VOCs有效减排。对于采用颗粒状、柱状等活性炭 吸附的,应选择碘值不低于800毫克/克的活性炭;采用蜂窝状活性炭吸附的,建 议选择与碘值800毫克/克颗粒状、柱状等活性炭吸附效率相当的蜂窝状活性炭, 并按照设计要求足量添加、及时更换。
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