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    蜂窩活性炭的結構特征
    發布時間:2020-10-27 瀏覽:

    蜂窩活性炭是指具有許多狹長、直的(或者彎曲的)平行通道的新型整體結構活性炭,其較早見于日本的報道。

    在眾多的活性炭產品中,蜂窩活性炭具有其突出的優點:首先,蜂窩活性炭包含了活性炭原有的優點,例如:比表面積大、表面化學官能團穩定、抗酸堿腐蝕性、疏水性等;其次,由于自身獨特的蜂窩狀結構,使其具有開孔率高、幾何表面積更大、擴散路程短、耐磨損等新優點。在其眾多的優點中,較大優點莫過于壓力損失小,在同樣條件下,蜂窩活性炭的阻力僅為同比顆?;钚蕴康?/10左右。

    蜂窩活性炭的結構特征有以下幾點:

    按制備過程的差異可將蜂窩活性炭分為兩種結構類型:整體式蜂窩結構和涂層式蜂窩結構。

    整體式蜂窩結構在蜂窩結構形成期間添加炭或炭前驅體,雖然單位體積的蜂窩結構含炭量較高,但其機械性能差,一旦結構被損害,重建反應器的費用昂貴。因此,確保整體式蜂窩結構的機械強度顯得尤為重要。

    涂層式蜂窩結構由蜂窩結構和涂在載體上的炭層組成,這種結構使其單位體積的蜂窩結構含炭量比整體結構要低,但機械特性強。對涂層蜂窩結構來說,其主要缺點是涂層成片脫落,因為涂層成片脫落會造成活性炭材料減少且對上流式裝置有害;因此,能否使涂層牢固地粘附在塊狀結構上是防止涂層成片脫落的關鍵。

    通常的蜂窩活性炭主要有圓柱形、橢圓柱形和長方體三種外形,它們含有正方形、圓形、六邊形或三角形的通道,具有較大的比表面積和豐富的微孔結構,蜂窩結構內部具有平行的直通通道,其直通孔道具有的大小和表面特性使其動量、質量和熱量的傳遞特性在各個通道內完全一致,這就避免了固定床中顆粒催化劑隨意性堆積而造成流體不均勻和產生熱點現象的可能性。

    蜂窩活性炭結構主要有三個幾何特征參數:通道或腔胞的形狀、通道的尺寸以及壁厚。其他特征參數,如:胞密度(單位表面積的胞個數)、幾何表面積和孔隙率,都可由前面三個參數計算得到。典型的通道尺寸為0.8-2mm,壁厚為70-250μm。

    蜂窩活性炭作為一種新型活性炭產品,經過幾十年的發展,從強度、形狀以及成本等方面都有了很大地改進。蜂窩活性炭將活性炭和蜂窩狀結構各自的特點整合于一體,使其在氣體凈化、儲存以及催化載體等領域有著巨大的應用前景。但是目前國外對蜂窩活性炭的研究比較多,而國內相對較少,隨著人們對其結構和性能不斷深入的認識和研究,蜂窩活性炭將會得到更加廣泛的應用。

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