煤質(zhì)柱狀活性炭微觀結(jié)構(gòu)的檢驗

    煤質(zhì)柱狀活性炭的微觀結(jié)構(gòu)表征包括比表面積，孔容積（分微孔容積、中孔容積、大孔容積等，有時更細分為細微孔、此微孔、細中孔、粗中孔等）平均空隙直徑、最可幾直徑等。

    我國的國家標準中規(guī)定了孔容積和比表面積的測定方法，美國和日本標準中則沒有對應(yīng)得規(guī)定。迄今為止，世界各國都未能拿出一套可用于表征煤質(zhì)柱狀活性炭微觀結(jié)構(gòu)的、能令大多數(shù)人信服的標準試驗方法。

    目前大多采用全自動吸附儀，采用液氮靜態(tài)吸附方法來表征煤質(zhì)柱狀活性炭的微觀結(jié)構(gòu)，但由于選用的儀器及數(shù)據(jù)處理方法的差異，檢測結(jié)果差距較大，一般誤差在10左右。

    1、比表面積：比表面及孔結(jié)構(gòu)在比表面開始測試前對煤質(zhì)柱狀活性炭進行加熱真空脫附處理，在—196℃液氮溫度下吸附氮氣，測試氮氣吸附等溫線，利用BET方程，根據(jù)單分子層吸附量和吸附質(zhì)分子截面積，計算煤質(zhì)柱狀活性炭的比表面積；由相對壓力為0.98時的氮吸附值換算成液氮體積得到總孔體積，由Dubimin-Astakhov計算微孔表面積和微孔體積，由總孔體積減去微孔體積得到中孔體積，由H-K（Horvath-Kawazoe）模型及密度函數(shù)理論（Dengsityfunctionaltheory）計算平均孔徑及其分布。

     比表面積是表征煤質(zhì)柱狀活性炭吸附性能的主要指標，這一指標解釋了煤質(zhì)柱狀活性炭產(chǎn)生吸附的原因，是人們加深了對吸附現(xiàn)象本質(zhì)的認識，在煤質(zhì)柱狀活性炭及吸附材料的研究中，這種檢測指標應(yīng)用得較多，但由于檢測儀器設(shè)備比較復(fù)雜，而且價格昂貴，因此在煤質(zhì)柱狀活性炭生產(chǎn)中應(yīng)用的比較少。

2、孔容積：孔容積通過測定顆粒煤質(zhì)柱狀活性炭的真密度、顆粒密度來計算孔容積。其測定方法有真密度法、汞置換法和氮吸附法等，各種方法測定的孔容略有不同，在報出測試結(jié)果時應(yīng)標注檢測方法。

   孔容積也是表征煤質(zhì)柱狀活性炭吸附性能的重要指標，經(jīng)常使用的孔容積測試方法有氮吸附法，一般在測試比表面時可同時計算出孔容積，孔容積和煤質(zhì)柱狀活性炭裝填密度密切相關(guān)，和裝填密度指標成反比。

煤質(zhì)柱狀活性炭應(yīng)用模擬評價檢驗

     世界上主要國家的煤質(zhì)柱狀活性炭標準檢驗方法中，只有美國和一些煤質(zhì)柱狀活性炭大公司的企業(yè)標準中規(guī)定了煤質(zhì)柱狀活性炭氣相和液相應(yīng)用的原則性、指導(dǎo)性測定方法，這些檢測標準雖然大大擴展了可檢測的吸附質(zhì)數(shù)量，也對應(yīng)用領(lǐng)域選用煤質(zhì)柱狀活性炭品種有幫助，但由于這些方法僅對單組分吸附質(zhì)適用，而在煤質(zhì)柱狀活性炭應(yīng)用實踐中，吸附質(zhì)幾乎沒有單獨存在的可能性，煤質(zhì)柱狀活性炭總是會面對多種物質(zhì)組成的混合物，這些物質(zhì)在煤質(zhì)柱狀活性炭上不可避免的發(fā)生競爭吸附，競爭吸附的發(fā)生必然導(dǎo)致目標吸附質(zhì)的吸附量的改變，從而導(dǎo)致實際應(yīng)用效果偏離實驗室檢驗結(jié)果，有時這種偏離會非常嚴重。

    為了準確評價煤質(zhì)柱狀活性炭在實際應(yīng)用中的使用效果，需進行實驗室模擬吸附試驗，這種模擬大多采用動態(tài)試驗方法來進行。對于液相模擬吸附試驗，一般采用吸附柱方法，使用待處理工作態(tài)原液，有時根據(jù)相液中已知的主要成分進行配液，選擇不同的工藝條件進行試驗，然后進數(shù)據(jù)處理得到最佳工藝條件，用于指導(dǎo)煤質(zhì)柱狀活性炭的實際應(yīng)用。

   對于氣相模擬吸附試驗，情況較為復(fù)雜。當(dāng)采用動態(tài)模擬實驗時，多采取配氣法模擬實際氣體，選用合適的吸附管（亦可視為更小型一些的吸附柱），調(diào)整試驗條件以獲取不同工業(yè)條件下的吸附穿透曲線等，進而指導(dǎo)煤質(zhì)柱狀活性炭吸附裝置的設(shè)計和運用條件的選擇，當(dāng)采用靜態(tài)模擬實驗時，采用向已加入煤質(zhì)柱狀活性炭的定容積吸附器中加注被吸附氣體的方法進行試驗。靜態(tài)模擬法實驗結(jié)果的準確性不如動態(tài)法。

   一般煤質(zhì)柱狀活性炭的應(yīng)用單位為了準確的選用煤質(zhì)柱狀活性炭產(chǎn)品或設(shè)計煤質(zhì)柱狀活性炭應(yīng)用裝置，均根據(jù)自己的需要建立煤質(zhì)柱狀活性炭應(yīng)用評價裝置，對煤質(zhì)柱狀活性炭的應(yīng)用性能進行評價實驗，以獲取準確的工藝參數(shù)指導(dǎo)煤質(zhì)柱狀活性炭的應(yīng)用或裝置的設(shè)計。