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活性炭生產的主要原料是植物原料(木材、果核、果殼、棉稈、蔗糖渣等)、礦物原料(瀝青、石油瀝青等)。廢物(如塑料廢物、橡膠廢物和動物骨血等)、合成纖維材料(如聚等)合成纖維材料(如聚纖維、粘合纖維、瀝青基纖維等)。 根據(jù)生產中使用的原料,我國主要活性炭品種包括木活性炭,煤活性炭,殼活性炭和纖維狀活性炭。
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活性炭有大量的小孔洞,能吸附一些可溶性的膠體和大分子有機物,在一定程度上凈化水質,但不能除去所有雜質,如鹽等離子就不能除去
活性炭是一種黑色粉狀,粒狀或丸狀或無定形具有多孔的碳。主要成分為碳,還含少量氧、氫、硫、氮、氯。其主要有木材、果殼、煤等經過高溫活化而成。碳元素是自然界穩(wěn)定的元素,活性炭亦有這一特點?;钚蕴績瓤紫督Y構發(fā)達,具有較大的表面積(500~1000米2/克),甚至更高,有很強的物理吸附性能,能吸附氣體、液體或膠態(tài)固體;對于氣體、液體,吸附物質的質量可接近于活性炭本身的質量。其吸附作用具有選擇性,非極性物質比極性物質更易于吸附。在同一系列物質中,沸點越高的物質越容易被吸附,壓強越大、溫度越低、濃度越大,吸附量越大。反之,減壓、升溫有利于氣體的解吸。
活性炭常用于氣體的吸附、分離和提純、溶劑的回收,糖液、油脂、甘油、的脫色劑,飲用水及冰箱的除臭劑,防毒面具中的濾毒劑、空氣凈化,還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體等。
(一)碳化硅的合成和用途
碳化硅的合成是在一種特殊的電阻爐中進行的,這個爐子實際上就只是一根石墨電阻發(fā)熱體,它是用石墨顆?;蛱剂6逊e成柱狀而成的。這根發(fā)熱體放在中間,上述原料按硅石52%~54%,焦炭35%,木屑11%,工業(yè)鹽1.5%~4%的比例均勻混合,緊密地充填在石墨發(fā)熱體的四周。當通電加熱后,混合物就進行化學反應,生成碳化硅。其反應式為:
SiO2 3C→SiC 2CO↑
反應的開始溫度約在1400℃,產物為低溫型的β-SiC,基結晶非常細小,它可以穩(wěn)定到2100℃,此后慢慢向高溫型的α-SiC轉化。α-SiC可以穩(wěn)定到2400℃而不發(fā)生顯著的分解,至2600℃以上時升華分解,揮發(fā)出硅蒸氣,殘留下石墨。所以一般選擇反應的終溫度為1900~2200℃。反應合成的產物為塊狀結晶聚合體,需粉碎成不同粒度的顆?;蚍哿希瑫r除去其中的雜質。
在航空領域的應用
碳化硅制作成碳化硅纖維,碳化硅纖維主要用作耐高溫材料和增強材料,耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。用做增強材料時,常與碳纖維或玻璃纖維合用,以增強金屬(如鋁)和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機的剎車片、發(fā)動機葉片、著陸齒輪箱和機身結構材料等,還可用做體育用品,其短切纖維則可用做高溫爐材等。
碳化硅粗料已能大量供應,但是技術含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規(guī)模經濟。碳化硅晶片在我國研發(fā)尚屬起步階段,碳化硅晶片在國內的應用較少,碳化硅材料產業(yè)的發(fā)展缺乏下游應用企業(yè)的支撐。就人才培養(yǎng)和技術研發(fā)等開展密切合作;加強企業(yè)間的交流,尤其要積極參加國際交流活動,提升企業(yè)發(fā)展水平;關注企業(yè)品牌建設,努力打造企業(yè)的拳頭產品等。