雙電層電容器要求電極材料具有高導(dǎo)電率,且不與電解質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng),表面積盡可能大,且易于成型,因此,在開發(fā)雙電層電容器的初期,人們就考慮用活性炭、活性炭氈和活性炭布等材料作極化電極。
早期的研究表明,活性炭價(jià)格低,多數(shù)多孔的比電容要比通常應(yīng)用的金屬電極的比電容量(20-30uf/cm)低,有的好不到10uf/cm,而低表面積的石墨粉、熱解石墨及玻璃碳等的比電容量卻在20-30uf/cm.若用比表面積為1000m2/g的活性炭炭作為雙電層電容器的電極,則單個(gè)電極的雙電層比電容量可大100F/g,用比表面積為200m2/g的活性炭作雙電層電容器的電極,則單個(gè)電極的雙電層比電容量應(yīng)為200F/g。但由試驗(yàn)測(cè)得活性炭的質(zhì)量比電容與其比表面積并不呈線性關(guān)系,說明這些活性炭材料的比表面積利用率并不高,這是由活性炭材料中存在大量孔徑較小的微孔所造成的,一般認(rèn)為孔徑大于2nm(水溶液體系)或5nm(非水溶液體系)的孔才有立于形成雙電層,因此用于雙電層電容器的炭電極材料不僅要求比表面積大,而且還要求有合適的孔徑分布。
活性炭濾料,以優(yōu)質(zhì)的木屑等為原料,采用氯化鋅法生產(chǎn),具有發(fā)達(dá)的中孔結(jié)構(gòu),吸附容量大、快速過濾等特性。
活性炭濾料主要適用于各種氨基酸工業(yè),精制糖脫色、味精工業(yè)、葡萄糖工業(yè)、淀粉糖工業(yè)、化學(xué)助劑、染料中間體、食品添加劑、藥品制劑等高色素溶液的脫色、提純、除臭、除雜。
以磷酸法生產(chǎn)的木質(zhì)粉狀活性炭濾料,具有發(fā)達(dá)的中孔結(jié)構(gòu)和發(fā)達(dá)的比表面積,吸附容量大、過濾速度快,不含鋅鹽之特性。廣泛適用于食品工業(yè)的糖類、谷氨酸及鹽,乳酸及鹽、檸檬酸及鹽,葡萄酒,調(diào)味品,動(dòng)植物蛋白、生化制品、醫(yī)藥中間體、維生素、抗生素等產(chǎn)品的脫色、精制、除臭、去雜。
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活性炭的分類
一、按材質(zhì)分類
果殼活性炭
以優(yōu)質(zhì)椰子殼、核桃殼、杏殼、桃殼為原料,經(jīng)系列生產(chǎn)工藝精制而成,外觀呈黑色顆粒狀。優(yōu)點(diǎn)是孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),比表面積大,吸附性能強(qiáng),庫層陰力小,化學(xué)性能穩(wěn)定,易再生。適用于高純度的生活飲用水、工業(yè)用水和廢水處理的深度凈化脫氯、脫色、除臭和黃金提煉等方面。
煤質(zhì)柱狀活性炭
選用優(yōu)質(zhì)無煙煤為原料,采用先進(jìn)工藝精制加工而成,外觀呈黑色圓柱狀顆粒;具有合理的孔隙結(jié)構(gòu),良好的吸附性能,機(jī)械強(qiáng)度高,易反復(fù)再生,造價(jià)低等特點(diǎn);用于有毒氣體的凈化,廢氣處理,工業(yè)和生活用水的凈化處理,溶劑回收等方面。
木質(zhì)粉狀活性炭
果殼和木屑為原料精制而成,外觀為黑色細(xì)微粉末狀,無毒、無味,具有比表面積大,吸附能力強(qiáng)、適用于制糖、制藥、飲料、酒類等水質(zhì)的凈化行業(yè),對(duì)有機(jī)物溶劑的脫色、精制、提純和污水處理方面也廣泛使用。
二、按用途分類
1、溶劑回收用煤質(zhì)顆粒活性炭
以天然優(yōu)質(zhì)煤為原料,采用物理活化法精制而成,黑色顆粒狀、無毒無味、孔隙發(fā)達(dá),三類孔分布合理,具有較強(qiáng)的吸附能力。在較寬的濃度范圍內(nèi)對(duì)大多數(shù)有機(jī)溶劑蒸汽有較強(qiáng)的吸附能力,廣泛適用于苯、***、醚、乙醇、丙酮、汽油、三氯甲烷、四氯甲烷等有機(jī)溶劑回收。
2、凈水用活性炭
以優(yōu)質(zhì)天然原料(煤質(zhì)、木質(zhì)、果殼等),采用物理活化法精制而成,為黑色顆粒狀(或粉狀),無毒無味,具有吸附能力強(qiáng),過濾速度快等優(yōu)點(diǎn),能有效吸附液相中小分子結(jié)構(gòu)和大分子結(jié)構(gòu)的不良物質(zhì),廣泛應(yīng)用于飲用水的提純凈化及工業(yè)廢水、污水、江河污水水質(zhì)的除臭凈化、深度改良。
3、空氣凈化用活性炭
以優(yōu)質(zhì)煤為原料,采用催化活化精制而成,黑色柱狀顆粒,無毒無味,具有吸附能力強(qiáng),易于解吸等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于氣相吸附的溶劑回收、室內(nèi)氣體凈化、工業(yè)廢氣治理、煙氣凈化以及毒氣防護(hù)等。
4、脫硫用煤質(zhì)顆?;钚蕴?/p>
采用優(yōu)質(zhì)天然煤為原料,采用物理活化法精制而成,黑色顆粒狀、無毒無味,具有較大的硫容量,脫硫效率高、機(jī)械強(qiáng)度好、穿透阻力小易于再生等特點(diǎn)。廣泛適用于熱電廠、石油化工、煤氣、天然氣等氣體脫硫。
5、精脫硫活性炭
以優(yōu)質(zhì)柱狀活性炭為載體,載入特種催化劑及催化助劑,經(jīng)干燥、篩選包裝而成的高效高精度氣相常溫精脫硫劑,主要適用于合成氨、甲醇、甲烷、食品二氧化碳、聚丙烯等生產(chǎn)工藝中精脫硫,也可用于煤氣、天然氣、氫氣、氨氣等氣體精制脫氯、脫硫??墒箽怏w中的硫含量脫到0.05mg/Nm
6、防護(hù)用顆?;钚蕴?/p>
選用優(yōu)質(zhì)原料(煤質(zhì)、果殼),采用物理活化法精制而成的顆粒狀活性炭做載體,以先進(jìn)的工藝設(shè)備、嚴(yán)格控制的特殊工藝條件制造的觸媒載體炭??讖椒植己侠?、耐磨強(qiáng)度高,廣泛應(yīng)用于光氣合成,聚氯乙烯合成、醋酸乙烯合成等工業(yè)中的觸媒載體以及有效防護(hù)氨、硫化氫、二氧化硫、一氧化碳、氫q酸、光氣、苯系列物等有毒氣體防護(hù)。
三、按制造方法分:
1. 化學(xué)法活性炭(化學(xué)炭)
2. 物理法活性炭(物理炭)
3. 化學(xué)–物理法或物理–化學(xué)法活性炭
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