凈水器用活性炭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及凈水器用活性炭，具體設(shè)及對(duì)有機(jī)面化物的吸附能力優(yōu)異的凈水器用 活性炭。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于自來(lái)水的原水必須進(jìn)行氯處理，處理后的自來(lái)水中含有一定量的殘留氯。另 一方面，殘留氯除了具有殺菌作用W外，也具有有機(jī)物的氧化分解作用，生成致癌物質(zhì)Ξ面 甲燒類等有機(jī)面化物。自來(lái)水中殘留的有機(jī)面化物分子量小，并且在自來(lái)水中的濃度極低。 因此，用傳統(tǒng)的活性炭充分除去此類有機(jī)面化物是非常困難的。
[0003] 針對(duì)運(yùn)樣的問(wèn)題，提出了優(yōu)化活性炭的孔徑分布的方法?？紤]到提高中等孔容積 比例有助于提高有機(jī)面化物的吸附，提出了多種方案。
[0004] 例如專利文獻(xiàn)1提出了酪醒樹(shù)脂粉末經(jīng)碳化、與活化粒子結(jié)合形成的顆粒狀碳成 形物，公開(kāi)了通過(guò)調(diào)節(jié)比表面積、細(xì)孔直徑與細(xì)孔容積的關(guān)系、粒子體積密度W及填充密 度，從而提高對(duì)低沸點(diǎn)有機(jī)氯化合物的吸附性的技術(shù)。
[000引另外，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了通過(guò)調(diào)節(jié)相對(duì)于細(xì)孔直徑100AW下的細(xì)孔容積，細(xì)孔直 徑20A-100A的細(xì)孔容積比例和細(xì)孔直徑10Λ W下的細(xì)孔容積比例，提高對(duì)立面甲燒類 的吸附性的技術(shù)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[000引專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平9-110409號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2006-247527號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 近年來(lái)，隨著用水需求的增大，需要提高活性炭在輸水條件下對(duì)有機(jī)面化物的吸 附性能。然而W往的活性炭在輸水條件下并不具備充分的吸附性能。
[0011] 本發(fā)明著眼于上述情況，其目的在于提供一種凈水器用活性炭，該凈水器用活性 炭不僅具有優(yōu)異的有機(jī)面化物的平衡吸附量，并且在輸水條件下也具有優(yōu)異的吸附性能。
[0012] 解決了上述技術(shù)問(wèn)題的本發(fā)明的粉末狀或顆粒狀的凈水器用活性炭，具有W下性 質(zhì)，BET比表面積為700mVgW上且1250mVgW下，相對(duì)于細(xì)孔直徑30皿W下的細(xì)孔容積，細(xì) 孔直徑化mW下的細(xì)孔容積比例為50% W上且小于80%，并且，相對(duì)于細(xì)孔直徑30皿W下的 細(xì)孔容積，細(xì)孔直徑大于2nm且1 Onm W下的細(xì)孔容積比例為10 % W上且40 % W下。
[0013] 本發(fā)明的凈水器用活性炭具有如下實(shí)施方式，活性炭的平均細(xì)孔直徑優(yōu)選為 2. OnmW上且4.化mW下，并且相對(duì)于活性炭的細(xì)孔直徑30nmW下的細(xì)孔容積，lOnmW下的 細(xì)孔容積比例優(yōu)選為80% W上。
[0014] 另外，本發(fā)明的凈水器用活性炭?jī)?yōu)選為對(duì)紙-酪醒樹(shù)脂層疊體的碳化物進(jìn)行活化 處理使得BE化k表面積為上述范圍內(nèi)的活性炭，更優(yōu)選活化處理為水蒸氣活化處理。
[001引本發(fā)明的凈水器用活性炭，由于比表面積w及細(xì)孔構(gòu)造被最優(yōu)化，不僅能夠發(fā)揮 優(yōu)異的對(duì)有機(jī)面化物的平衡吸附量，并且在輸水條件下也能夠發(fā)揮優(yōu)異的吸附性能。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為表示在實(shí)施例的各活性炭的平衡試驗(yàn)中氯乙燒平衡吸附量與比表 面積的關(guān)系的圖。
[0017] 圖2為表示在實(shí)施例的各活性炭的輸水試驗(yàn)中1，1，1-Ξ氯乙燒輸水量與比表面積 的關(guān)系的圖。
[0018] 圖3為表示實(shí)施例的各活性炭的孔徑分布的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 有機(jī)面化物在細(xì)孔直徑化mW下的微孔中吸附，為了提高在輸水條件下對(duì)有機(jī)面 化物的吸附性能，需要提高有機(jī)面化物在粒子內(nèi)的擴(kuò)散速度。因而必須考慮增多作為通向 微孔的輸入通道的細(xì)孔直徑大于2nm且50nmW下的中等孔。但是，W往的活性炭的比表面積 和細(xì)孔容積不能嚴(yán)格的調(diào)節(jié)，在輸水條件下不能高效地去除有機(jī)面化物。
[0020] 例如專利文獻(xiàn)1中，提高了球狀酪醒樹(shù)脂中細(xì)孔直徑0.6-0.8nm的細(xì)孔容積的比 例。但是專利文獻(xiàn)1中對(duì)于有助于提高有機(jī)面化物在細(xì)孔內(nèi)的擴(kuò)散速度的較大的細(xì)孔未充 分考慮，因而不能改善輸水條件下的吸附性能。
[0021] 此外專利文獻(xiàn)2中，期望通過(guò)改善W富勒締為原料的活性炭中細(xì)孔直徑2-lOnm的 細(xì)孔容積比例來(lái)提高在輸水條件下對(duì)有機(jī)面化物的吸附性能。但是從在輸水條件下兼顧更 高的吸附量和有機(jī)面化物的擴(kuò)散速度的觀點(diǎn)來(lái)看，仍存在研究細(xì)孔直徑和細(xì)孔容積的關(guān)系 的余地。特別是專利文獻(xiàn)2中使用富勒締作為活性炭原料，制備成本高，并且W富勒締作為 原料的活性炭，在與提高輸水條件下對(duì)有機(jī)面化物的吸附性能相適應(yīng)的比表面積和細(xì)孔容 積上存在難W調(diào)節(jié)的問(wèn)題。
[0022] 本發(fā)明的發(fā)明人針對(duì)不僅具有優(yōu)異的有機(jī)面化物的平衡吸附量，并且在輸水條件 下也具有優(yōu)異的吸附性能的活性炭進(jìn)行了研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)能夠良好地兼顧吸附量和有機(jī) 面化物的擴(kuò)散速度的平衡的細(xì)孔直徑和細(xì)孔容積的關(guān)系W及比表面積。
[0023] 即本發(fā)明的粉末狀或顆粒狀的凈水器用活性炭，通過(guò)嚴(yán)格調(diào)節(jié)有助于提高有機(jī)面 化物的擴(kuò)散速度的中等孔中，細(xì)孔直徑大于2nm且lOnmW下的細(xì)孔容積比例m下也稱為 "2-lOnm的細(xì)孔容積比例"），及有助于提高有機(jī)面化物的吸附量的細(xì)孔直徑2nmW下的細(xì)孔 容積比例下也稱為"2nmW下的細(xì)孔容積比例"），進(jìn)而嚴(yán)格調(diào)節(jié)活性炭的比表面積，能夠 提高對(duì)有機(jī)面化物平衡吸附量W及在輸水條件下的吸附性能。
[0024] 本發(fā)明的凈水器用活性炭的特征在于，肥化k表面積為700mVgW上且小于125(WV g，相對(duì)于細(xì)孔直徑30nmW下的細(xì)孔容積下也稱為"總細(xì)孔容積"），2nmW下的細(xì)孔容積 比例為50% W上且小于80%，相對(duì)于總細(xì)孔容積，2-lOnm的細(xì)孔容積比例為10% W上且小 于40%。
[0025] 具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的凈水器用活性炭，在活性炭?jī)?nèi)的有機(jī)面化物的移動(dòng)、擴(kuò) 散速度加快，并且存在大量吸附位點(diǎn)。因此，本發(fā)明的活性炭在輸水條件下的吸附性能優(yōu) 異。
[0026] W下對(duì)本發(fā)明的活性炭進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0027] [BET比表面積為70(WVgW上且小于1250mVg]
[00%]活性炭的BET比表面積過(guò)小時(shí)，不能獲得充分的吸附量。因此，BET比表面積為 700mVgW上，優(yōu)選為SOOmVgW上，更優(yōu)選為900mVgW上。另一方面，BET比表面積過(guò)大時(shí)， 活性炭的填充密度降低的同時(shí)，無(wú)法很好地確保有助于提高吸附量的化mW下的細(xì)孔容積 比例與有助于提高擴(kuò)散速度的2-lOnm的細(xì)孔容積比例的平衡。因此，BET比表面積小于 1250mVg，優(yōu)選為llOOmVgW下，更優(yōu)選為1050m2/gW下，進(jìn)一步優(yōu)選為小于lOOOmVg。
[0029] [相對(duì)于總細(xì)孔容積，細(xì)孔直徑2nmW下的細(xì)孔容積比例為50% W上且小于80%]
[0030] 活性炭中細(xì)孔直徑化mW下的細(xì)孔在提高有機(jī)面化物的吸附量上是有效的細(xì)孔， 2nmW下的細(xì)孔容積比例過(guò)小時(shí)，不能確保充分的吸附量。因此，相對(duì)于總細(xì)孔容積，2nmW 下的細(xì)孔容積比例為50% W上，優(yōu)選為60% W上，更優(yōu)選為70% W上。另一方面，2nmW下的 細(xì)孔容積比例過(guò)大時(shí)，不能充分確保有助于提高擴(kuò)散速度的2-lOnm的細(xì)孔容積比例，在輸 水條件下的吸附性能降低。因此，相對(duì)于總細(xì)孔容積，2nmW下的細(xì)孔容積比例小于80%，優(yōu) 選為75%W下。
[0031] [相對(duì)于總細(xì)孔容積，細(xì)孔直徑大于2皿且10皿W下的細(xì)孔容積比例為10% W上且 小于40%]
[0032] 活性炭中細(xì)孔直徑大于2nm且lOnmW下的細(xì)孔在提高有機(jī)面化物在活性炭?jī)?nèi)部的 擴(kuò)散速度從而有效地提高輸水條件下的吸附性能上是有效的。2-lOnm的細(xì)孔容積比例過(guò)小 時(shí)，擴(kuò)散速度變緩，輸水條件下的吸附性能降低。因此，相對(duì)于總細(xì)孔容積，2-lOnm的細(xì)孔容 積比例為10% W上，優(yōu)選為15% W上，更優(yōu)選為20 % W上，進(jìn)一步優(yōu)選為25% W上。另一方 面，2-lOnm的細(xì)孔容積比例過(guò)大時(shí)，2nmW下的細(xì)孔容積比例降低，吸附量減小。因此，相對(duì)