Три ключевых показателя активированного угля: йодное число, СТС и количество метиленового синего.

В отрасли активированного угля используются три основных показателя: йодное число, СТС и число метиленового синего. Эти параметры измеряют различные свойства, соответствующие различным диапазонам размеров пор, целевым молекулам и сценариям применения. Считать «высокое йодное число» универсальным эталоном – самая распространенная ошибка при закупках. В этой статье дается подробное объяснение этих трех показателей, а также эффективностиадсорбция активированным углемво многом зависит от соответствия этих показателей целевым загрязнителям.

 

I. Классификация пор по размерам: микропоры, мезопоры и макропоры с соответствующими функциями.

Адсорбционные характеристики активированного угля по существу обусловлены соответствием размеров пор и молекул загрязняющих веществ. Согласно классификации Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC): поры размером менее 2 нм являются микропорами; поры размером 2‑50 нм — мезопоры; поры размером более 50 нм являются макропорами. Микропоры захватывают молекулы малого размера; мезопоры захватывают молекулы среднего размера; макропоры в основном служат транспортными каналами и практически не способствуют адсорбции. Эти три индикатора представляют собой специально разработанные методы испытаний для различных фракций размера пор, что объясняет, почему их нельзя просто заменить друг другом. Многие проекты по очистке воды принимаютГранулированная фильтрация с активированным углем, где распределение пор напрямую определяет результат лечения.

 

 

II. Йодное число: «линейка» микропор, представитель жидкофазной адсорбции малых молекул

Йодное число (мг/г) определяют методом жидкофазного титрования в соответствии сГБ/Т 7702.7‑2023. Он отражает степень развития микропор и коррелирует с адсорбцией молекул малого размера, таких как остаточный хлор, фенолы и формальдегид.

Типичным примером является активированный уголь на основе скорлупы кокосового ореха, йодное число которого достигает 1000-1200 мг/г. Он широко применяется при очистке питьевой воды, передовой жидкофазной очистке, бытовых водоочистителях и фармацевтической очистке. Сырье из скорлупы кокоса отличается плотной текстурой, низкой зольностью и высокой механической прочностью. Готовый активированный уголь может достигать фракции микропор более 80 %, что делает его идеальным для удаления остаточного хлора, запахов и частичных небольших органических молекул из водопроводной воды. ВГранулированная фильтрация с активированным углемдля водопроводной воды йодное число является достаточным эталонным показателем для выбора марок углерода, направленных на удаление остаточного хлора и запаха.

 

III. CTC: критический индикатор содержания летучих органических соединений в газовой фазе, комплексные характеристики мезопор и микропор.

CTC (скорость адсорбции тетрахлорида углерода, %) измеряют с помощью теста на динамическую адсорбцию в газовой фазе послеГБ/Т 7702.9‑2023. Он оценивает совместное развитие мезопор и микропор и лучше моделирует реальные рабочие условия для молекул ЛОС среднего размера в газовой фазе, включая бензол, толуол, ксилол, неметановые общие углеводороды и пары растворителей.

Активированный уголь на основе угля является типичным продуктом, CTC которого обычно составляет от 50 % до 70 %. Углерод, полученный из угля, имеет структуру пор смешанного размера с хорошо развитыми микропорами и сетями мезопор. Он отлично подходит для адсорбции обычных промышленных органических выхлопов, таких как гомологи бензола, сложные эфиры и кетоны. Типичные области применения включают снижение выбросов промышленных газов, регенерацию растворителей, покрасочные камеры, типографские цеха и химическую очистку отходящих газов. Для сценариев газофазной адсорбции СТС выступает в качестве решающего параметра и не может быть заменен даже чрезвычайно высоким йодным числом. Молекулы газовой фазы должны преодолевать сопротивление диффузии при входе в микропоры; мезопоры обеспечивают гораздо более высокую эффективность массообмена по сравнению с чисто микропористым углеродом. Вместимостьадсорбция активированным углемпаров ЛОС в основном оценивается с помощью индекса СТС.

 

 

IV. Значение метиленового синего: представитель мезопор, особенно для обесцвечивания.

Значение метиленового синего (мг/г) получают с помощью теста на адсорбцию в жидкой фазе наГБ/Т 7702.6‑2023. Учитывая относительно большой молекулярный размер метиленового синего, этот параметр характеризует развитие мезопор и соответствует адсорбции молекул большого размера, таких как красители, пигменты, гуминовые кислоты и поверхностно-активные вещества.

Типичным сортом является обесцвечивающий активированный уголь на основе древесины с содержанием метиленового синего 120-280 мг/г. Его области применения включают обесцвечивание сточных вод полиграфических красок, рафинирование сахара, фармацевтическую обработку, очистку глутамата мононатрия и лимонной кислоты, а также предварительное обесцвечивание на очистных сооружениях. Древесное сырье естественным образом имеет высокое соотношение мезопор, низкую зольность и благоприятную химическую активность, демонстрируя сильное сродство к крупным органическим молекулам. Использование этого углерода для снижения выбросов ЛОС приведет к низкой эффективности из-за несоответствия размеров пор. И наоборот, углерод с высоким йодным числом на основе скорлупы кокосовых орехов вряд ли удалит крупные молекулы хромофора из сточных вод полиграфических предприятий.

 

 

V. Четырехэтапный рабочий процесс выбора углерода: сначала определите загрязняющие вещества, затем подтвердите индикаторы

Правильная логика выбора состоит из четырех этапов: идентификация загрязнений → подтверждение молекулярных размеров → сопоставление соответствующих тестовых индикаторов → проверка распределения пор по размерам. Проверьте йодное число на наличие небольших молекул жидкой фазы; проверить CTC на наличие ЛОС в газовой фазе; проверьте значение метиленового синего на предмет обесцвечивания крупных молекул. Ни один из этих трех показателей не является универсальным; пригодность зависит от требований применения. Для проектов, чувствительных к затратам, поставщики могут предоставить данные об удельной площади поверхности BET и кривые распределения пор по размерам DFT для дополнительной проверки.

Прежде чем покупать активированный уголь, ответьте на три вопроса: Какие загрязнения будут обрабатываться? Что такое фазовое состояние (жидкость/газ)? Каков примерный размер молекулы? Как только эти вопросы будут прояснены, правильный индикатор станет самоочевидным. Сутью всей селекционной работы является обеспечение стабильности и эффективностиадсорбция активированным углемв реальных условиях эксплуатации.

 

Если вы хотите получить более подробную информацию об индикаторах с активированным углем, чтобы выбрать наиболее подходящую модель с активированным углем для ваших нужд, Yuanli, как профессиональный производитель и поставщик активированного угля, готов предоставить вам поддержку, услуги и индивидуальные рекомендации по продуктам. Не стесняйтесь обращаться к нам по вопросам в любое время!

Свяжитесь сейчас