活性炭的含炭量、比表面积、灰分含量及其水悬浮液的pH值皆随活化温度的提高而增大。活化温度愈高,残留的挥发物质挥发愈完全,微孔结构愈发达,比表面积和吸附活性愈大。
活性炭中的灰分组成及其含量对炭的吸附活性有很大影响。灰分主要由K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等组成,灰分含量与制取活性炭的原料有关,而且,随炭中挥发物的去除,炭中的灰分含量增大。
由于果壳活性炭对水的预处理要求高,而且活性炭的价格昂贵,因此在废水处理中,活性炭主要用来去除废水中的微量污染物,以达到深度净化的目的。1. 活性炭处理含铬废水。铬是电镀中用量较大的一种金属原料,在废水中六价铬随pH值的不同分别以不同的形式存在。活性炭有非常发达的微孔结构和较高的比表面积,具有较强的物理吸附能力,能有效地吸附废水中的Cr(Ⅵ)。活性炭的表面存在大量的含氧基团如羟基(-OH)、羧基(-COOH)等,它们都有静电吸附功能,对Cr(Ⅵ)产生化学吸附作用。完全可以用于处理电镀废水中的Cr(Ⅵ),吸附后的废水可达到国家排放标准。试验表明:溶液中Cr(Ⅵ)质量浓度为50mg/L,pH=3,吸附时间1.5h时,活性炭的吸附性能和Cr(Ⅵ)的去除率均达到效果。因此,利用活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对溶液中Cr(Ⅵ)的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水,吸附性能稳定,处理效率高,操作费用低,有一定的社会效益和经济效益。
活性炭的应用:活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面,如石化行业的无碱脱臭(精制脱醇)、脱盐水(精制填料)、催化剂载体(钯、铂、铑等)、水净化及污水处理;电力行业的电厂水质处理及保护;化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制;食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色;黄金行业的黄金提取、尾液回收;环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化;以及相关行业的滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车蒸发污染控制,各种浸渍剂液的制备等。木质粉状活性炭的吸附作用和温度有关。对于多数的物理吸附作用,在低温下能够达到较大的吸附量,但吸附的速度较慢。在糖厂使用的多数情况下,活性炭和糖液接触的时间不长,故要求吸附进行得较快,就常用较高的温度,例如70~85℃。在这个温度下,一般经过15~30分钟(主要决定于糖液浓度),活性炭的吸附作用就接近其更大值。
活性炭处理含氰废水。在工业生产中,金银的湿法提取、化学纤维的生产、炼焦、合成氨、电镀、生产等行业均使用或副产,因而在生产过程中必然要排放一定数量的含氰废水。活性炭用于净化废水已有相当长的历史,应用于处理含氰废水的文献报道也越来越多.但由于CN_、HCN在活性炭上的吸附容量小,一般为3mgCN/gAC~8mgCN/gAC因品种而异,在处理成本上不合算。 活性炭处理含汞废水。活性炭有吸附汞和含的性能,但吸附能力有限,只适宜于处理含汞量低的废水。如果含汞的浓度较高,可以先用化学沉淀法处理,处理后含汞约1mg/L,高时可达2-3mg/L,然后再用活性炭做进一步的处理。活性炭处理含废水。含废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂和炼油化工厂。经实验证明:活性炭对的吸附性能好,温度升高不利于吸附,使吸附容量减小;但升高温度达到吸附平衡的时间缩短。活性炭的用量和吸附时间存在值,在酸性和中性条件下,去除率变化不大;强碱性条件下,去除率急剧下降,碱性越强,吸附效果越差。
由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。由椰壳制的活性炭具有很小的孔隙半径。木质活性炭一般具有很大的孔隙半径,它们用於吸附较大的分子,並且几乎于液相中。在都市給水处理领域中使用的种类型之粒状活性炭即是用木材制成的,称为木炭。煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。在煤质活性炭中,褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径,因此能有效地除去水中大分子**物。一般在水处理中使用的活性炭,其表面积不一定过大,但是应具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔徑。日本市埸售一些液相用的活性炭具有以下特性:比表面积为850至1000m2/g,孔隙容积为0.88至1.5ml/g,平均孔隙半径為40至50A。