活性碳是怎么制做的?它和其它碳的结构功能区别是什么?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/28 16:15:52
活性碳是怎么制做的?它和其它碳的结构功能区别是什么?
活性碳是怎么制做的?它和其它碳的结构功能区别是什么?
活性碳是怎么制做的?它和其它碳的结构功能区别是什么?
【活性炭】
是经过活化理的黑色多孔的固体炭质.一般呈粉状、粒状或丸状,主要成分为碳,还含少量氧、氢、硫、氮、氯.早期生产活性炭的原料为木材、硬果壳或兽骨,后来主要采用煤,生产方法有：①蒸汽、气体活化法.利用水蒸气或二氧化碳在850～900℃将碳活化.②化学活化法.利用活化剂放出的气体,或用活化剂浸渍原料,在高温处理后都可得到活性炭.
活性炭具有微晶结构,微晶排列完全不规则,晶体中有微孔（半径小于20〔埃〕＝10-10米）、过渡孔（半径20～1000）、大孔（半径1000～100000）,使它具有很大的内表面,比表面积为500～1700米2／克.这决定了活性炭具有良好的吸附性,可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污染物、色素等.工业上应用活性炭还要求机械强度大、耐磨性能好,它的结构力求稳定,吸附所需能量小,以有利于再生.活性炭用于油脂、饮料、食品、饮用水的脱色、脱味,气体分离、溶剂回收和空气调节,用作催化剂载体和防毒面具的吸附剂.
活性炭的制作：
【原理】 把核桃壳碎末强热干馏,可得到粗制的活性炭,再经酸煮、水洗处理后可得到较好的活性炭.
【用品】 硬质试管、带弯导管的单孔橡皮塞、100mL烧杯、漏斗、滤纸、烧瓶夹、铁架台、铁圈、石棉网、蒸发皿.核桃壳、铜片、浓硝酸、2mol/L盐酸.
【操作】
1．核桃壳的碳化
把核桃壳放在一张厚纸上,用铁锤砸碎,取碎末5～10g装入一个30×200mm硬质试管,按图示装置,用酒精喷灯加热,并不断转动试管及移动喷灯,使核桃壳碎末均匀受热.不久可以看到管壁附着有水,量多时流到棉花团上,管口有大量气体逸出及黑褐色木焦油浸湿棉花团,管内核桃壳碎渣逐渐碳化,直到不再产生气体或见炭粒加热至红炽即可撤去酒精灯,待试管冷却后再按下列步骤进行处理.
2．炭粒的加酸处理
取出干馏生成的炭粒放进一烧杯,倒入50mL2mol/L盐酸,用酒精灯加热煮沸15min,溶液呈淡黄色,弃去杯内溶液,再倒入50mL2mol/L盐酸煮沸15min,以除去炭粒中的杂质.冷却后,过滤,用蒸馏水洗涤三次,再把滤纸上的炭粒倒在另一个干净的、盛有50mL蒸馏水的烧杯里,煮沸15min,弃去杯内溶液,再换新蒸馏水煮沸几次,用pH试纸检验,开始水溶液显酸性,最后显中性.把含有炭粒的溶液过滤.
3．自制活性炭粒的烘干
把滤过的湿炭粒放入蒸发皿里,用酒精喷灯加强热①,并用玻璃棒不断搅拌直至炭粒全部烤干,切勿使炭粒烧着.撤去酒精喷灯,冷却,把制得的活性炭取少量进行如下实验,以检验是否符合实验要求.把符合要求的活性炭收集在一个洁净、干燥的瓶中保存.
4．自制活性炭的吸附性实验
取一个充满二氧化氮的试管②,投入新制成的活性炭粒0.0.5g,把试管口用橡皮塞塞紧不得漏气,摇动试管使炭粒与管内气体充分接触,把此试管放置一段时间后,试管内红棕色气体的颜色逐渐变为淡黄色,证明用核桃壳制成的活性炭,具有吸附作用.
【备注】
1．要选核桃壳碎末,经干馏后可制得较小的粗活性炭粒,否则炭粒中易夹杂有未干馏的核桃壳,使活性炭的吸附作用效果不明显.
2．用2mol/L盐酸至少煮沸两次,以保证炭粒中所含的矿物杂质除净.
3．用蒸馏水煮沸后,一定要用pH试纸检验直至水呈中性为止.
4．①用喷灯加热时间不宜过长.
②制取二氧化氮气体.取几个小铜片,放入一个(18×180mm)试管.倒入几毫升浓硝酸,立即产生红棕色的二氧化氮气体,迅速塞紧带弯导管的单孔塞,并把弯导管插入一个试管内.当试管内充满红棕色二氧化氮气体时,把弯导管取出,立即用橡皮塞塞紧试管口,然后把制取二氧化氮气体的试管拔去单孔塞,倒立在盛水的烧杯里以除去剩余的二氧化氮.