长沙粉状活性炭在自冷罐技术中的作用

长沙活性炭通常分为粉状活性炭（PAC）和颗粒活性炭（GAC）两大类。长沙活性炭是具有弱极性的多孔性吸附剂，具有发达的细孔结构和巨大的表面积，是目前微污染水源水深度处理最有效的手段，尤其去除水中农药杀虫剂，除草剂等微污染物质和臭味，消毒副产物等，是其它水处理单元工艺难以取代的。但活性炭对有机物的去除也受到有机物特性的影响，主要是有机物的极性和分子大小的影响，同样大小的有机物，溶解度愈大，亲水性愈强，活性炭对其吸附性愈差，反之对溶解度小，亲水性差极性弱的有机物如苯类化合物、酚类化合物、石油和石油产品等具有较强的吸附能力，对生化法和其它化学法难于去除的有机物，如形成色度和异嗅的物质，有较好的去除效果。

全球首个粉状活性炭非冷藏式酒饮售卖机已在英国推出。
 

　　饮品采用专利自冷罐（Chillcan）技术，无需冰箱冷藏，只要按一下自冷罐上的按钮，3-5分钟，就可以将环境温度降至15摄氏度左右，让您喝道清凉爽口的饮品。

　　这个按钮释放出加压二氧化碳(制冷剂)，二氧化碳被吸入含粉状活性炭的内嵌罐中，在液体转化为气体的过程中，吸收周围热能，冷却饮品。

　　本周，首个非冷藏式自动冷饮售卖机已安装在萨里大学（University of Surrey），投资商为美国企业家米歇尔·约瑟夫（Mitchell Joseph）。

　　大学环境战略中心教授罗兰德·克里夫特（Roland Clift）一直与约瑟夫的加州公司合作，共同研发无需冷藏的自冷饮品。有了自冷罐，自动售卖机就不用插上电源了，大大节约了成本，同时还能避免冷冻机外泄的风险。另外，新技术采用的二氧化碳来自废气处理，粉状活性炭也是源自生物废料，如椰子壳，非常环保。自冷罐包装适合所有金属罐包装饮品，包括易拉罐葡萄酒、啤酒、饮料等。

吸附性质是粉状活性炭的首要性质。粉状活性炭具有像石墨晶粒却无规则地排列的微晶。在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙，假定粉状活性炭的孔隙是圆筒孔形状，按一定方法计算孔隙的半径大小可分为二类：
(1) 按IUPAC分：
微孔 <1.0nm
中孔 1-25nm
大孔 >25nm。
(2) 按习惯分：
微孔 <150nm
中孔 150-20 000nm
大孔 >20 000nm。
由于这些孔隙，特别是微孔提供了巨大的表面积。
微孔的孔隙容积一般只有0.25-0.9mL/g，孔隙数量约为1020个/g,全部微孔表面积约为500-1500m2/g，通常以BET法测算，也有称高达3500-5000 m2/g的。粉状活性炭几乎95%以上的表面积都在微孔中，因此除了有些大分子进不了外，微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容积一般约为0.02-1.0mL/g，表面积最高可达几百平方米，一般只有粉状活性炭总蚕种的约5%。其作用能吸附蒸汽，并能为吸附物提供进入微孔的通道，又能直接吸附较大的分子。
大孔的孔隙容积一般约为0.2-0.5 mL/g，表面积只约0.5-2 m2/g，其作用一是使吸附质分子快速深入活性炭内部较小的孔隙中去；二是作为催化载体时，催化剂常少量沉淀在微孔内，大都沉淀在大孔和中孔之中。
所提的粉状活性炭表面积理应包括内表面积和外表面积，事实上吸附性质主要来自巨大的内表面积，因此不能误认为：把活性炭研碎磨细会明显提高表面积从而提高吸附力。
很多吸附是可逆的物理吸附，即被吸附物为流体，在一定温度和压力下被粉状活性炭吸附，在高温低压下被吸附物又解吸出来，粉状活性炭内表面恢复原状。这是广泛应用的物理吸附，学术上又称为范德华吸附。
化学性
粉状活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构，又取决于化学组成。
活性炭不仅含碳，而且含少量的化学结合、功能团开工的氧和氢，例如羰基、羧基、酚类、内酯类、醌类、醚类。这些表面上含有的氧化物和络合物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化时、活化后由空气或水蒸气的作用而生成。有时还会生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集中到活性炭里成为灰分，灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类，如碳酸盐和磷酸盐等。
这些灰分含量可经水洗或酸洗的处理而降低。
粉状活性炭中无机物成分，从表3-1四种粉炭商品的分析，可见一斑。(附表略)
催化性
粉状活性炭在许多吸附过程中伴有催化任凭，表现出催化剂的活性。例如活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫。
由于粉状活性炭有特异的表面含氧化合物或络合物的存在，对多种反应具有催化剂的活性，例如使氯气和一氧化碳生成光气。
由于粉状活性炭和载持物之间会形成络合物，这种络合物催化剂使催化活性大增，例如载持钯盐的活性炭，即使没有铜盐的催化剂存在，烯烃的氧化反应也能催化进行，而且速度快、选择性高。
由于粉状活性炭具有发达的细孔结构、巨大的内表面积和很好的耐热性、耐酸性、耐碱性，可作为催化剂的载体。例如，有机化学中加氢、脱氢环化、异构化等的反应中，活性炭是铂、钯催化剂的优良载体。
 

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