วิธีทดสอบความสามารถในการดูดซับน้ำของถ่านกัมมันต์

วิธีทดสอบความสามารถในการดูดซับน้ำของถ่านกัมมันต์

ถ่านกัมมันต์เป็นวัสดุคาร์บอนที่มีรูพรุนซึ่งผ่านการบำบัดเป็นพิเศษ เป็นวัสดุดูดซับสีดำในรูปผง เม็ด หรือรูพรุนที่ผลิตจากวัสดุอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ ผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชันและการกระตุ้นที่อุณหภูมิสูง ส่วนประกอบหลักคือคาร์บอน (คิดเป็นมากกว่า 80%–90%) โดยมีปริมาณออกซิเจน ไฮโดรเจน ซัลเฟอร์ และเถ้าเล็กน้อย ด้วยโครงสร้างรูพรุนที่พัฒนาขึ้นอย่างมากและพื้นที่ผิวจำเพาะที่ใหญ่ จึงสามารถกำจัดสารอันตรายออกจากก๊าซหรือของเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการดูดซับทางกายภาพและเคมี มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการฟอกอากาศ การบำบัดน้ำ การป้องกันหน้ากากป้องกันก๊าซ และสาขาอื่นๆ

วัตถุประสงค์ของการทดลอง

การทดลองวัดความสามารถในการดูดซับน้ำของถ่านกัมมันต์มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อประเมินความสามารถในการดูดซับโมเลกุลของน้ำ เพื่อสะท้อนปริมาตรรูพรุนทั้งหมดและลักษณะโครงสร้างทางกายภาพของถ่านกัมมันต์ แม้ว่าดัชนีนี้จะไม่แสดงประสิทธิภาพการดูดซับสำหรับมลพิษเฉพาะโดยตรง แต่ก็สามารถตัดสินระดับการพัฒนาของรูพรุนของถ่านกัมมันต์ได้อย่างรวดเร็ว และเป็นวิธีการตรวจจับที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตและการควบคุมคุณภาพ

1. ประเมินโครงสร้างรูพรุนของถ่านกัมมันต์ ความสามารถในการดูดซับน้ำมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปริมาตรรูพรุนของถ่านกัมมันต์ เนื่องจากโมเลกุลของน้ำสามารถเข้าสู่รูพรุนขนาดเล็กและขนาดกลางส่วนใหญ่ได้ การดูดซับน้ำที่วัดได้จึงสามารถสะท้อนปริมาตรรูพรุนภายในทั้งหมดได้ในระดับหนึ่ง ยิ่งรูพรุนพัฒนามากเท่าใดและความสามารถในการดูดซับน้ำสูงขึ้นเท่าใด ศักยภาพในการดูดซับของถ่านกัมมันต์ก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น

2. แนะนำการผลิตและการควบคุมคุณภาพของถ่านกัมมันต์ ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม ความสามารถในการดูดซับน้ำสามารถใช้เป็นดัชนีการตรวจจับอย่างรวดเร็วเพื่อตรวจสอบระดับการกระตุ้นและความเสถียรของแต่ละชุดของถ่านกัมมันต์ ผ่านการทดสอบที่เป็นมาตรฐาน องค์กรสามารถปรับพารามิเตอร์กระบวนการได้ทันท่วงทีเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สม่ำเสมอ

3. ช่วยในการเลือกแบบจำลองและการจับคู่การใช้งาน แม้ว่าความสามารถในการดูดซับน้ำจะไม่สามารถแสดงถึงความสามารถในการดูดซับสารอินทรีย์หรือก๊าซได้อย่างเต็มที่ แต่ในการบำบัดน้ำ การฟอกอากาศ และการใช้งานอื่นๆ ความสามารถในการดูดซับน้ำที่สูงขึ้นมักหมายถึงคุณสมบัติที่ชอบน้ำและเปียกน้ำที่ดีขึ้น ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้งานจริง ดังนั้น การทดลองนี้สามารถให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับการเลือกถ่านกัมมันต์สำหรับวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน

อุปกรณ์ทดลอง

ตัวอย่าง: ถ่านกัมมันต์

เครื่องมือ: เครื่องทดสอบความสามารถในการดูดซับน้ำของถ่านกัมมันต์ ST-62 ตามมาตรฐาน GB/T 7702.5

ขั้นตอนการทดลอง

1. การชั่งน้ำหนักตัวอย่าง นำตัวอย่างที่ผ่านการบำบัดออกจากภาชนะดูดความชื้น ชั่งน้ำหนัก (25±1) มล. ของตัวอย่างอย่างแม่นยำ (แม่นยำถึง 0.001 กรัม) และบันทึกมวลเดิมเป็น m0

2. การบำบัดด้วยการแช่ นำตัวอย่างที่ชั่งน้ำหนักใส่ในบีกเกอร์ขนาด 250 มล. เติมน้ำบริสุทธิ์ 100 มล. เพื่อให้แน่ใจว่าตัวอย่างถูกแช่จนหมด จากนั้นวางบีกเกอร์บนอุปกรณ์ให้ความร้อน ให้ความร้อนและต้มเป็นเวลา 15 นาที เติมน้ำบริสุทธิ์อย่างต่อเนื่องระหว่างการต้มเพื่อรักษาระดับของเหลว เพื่อให้ถ่านกัมมันต์เปียกน้ำอย่างสมบูรณ์และไล่อากาศภายในออก

3. การกรองเพื่อทำให้สมบูรณ์

การตั้งค่า: ถ่ายตัวอย่างที่ต้มแล้วพร้อมกับสารละลายลงในกรวย Buchner ที่ติดตั้งกระดาษกรองไว้ล่วงหน้า ต่อขวดกรองและปั๊มสุญญากาศเพื่อทำการตั้งค่าการกรองให้สมบูรณ์

การดำเนินการกรอง: เปิดปั๊มสุญญากาศ ปรับระดับสุญญากาศเป็น (8.0±0.6) kPa และคงไว้เป็นเวลา 5 นาที เพื่อทำให้ถ่านกัมมันต์อิ่มตัวด้วยน้ำภายใต้แรงดันลบ สังเกตของเหลวที่กรองออกมาในระหว่างการกรองเพื่อให้แน่ใจว่ามีการไหลที่ราบรื่น เปลี่ยนกระดาษกรองทันทีหากเกิดการอุดตัน

4. การชั่งน้ำหนักตัวอย่างเปียก ขณะที่ยังคงรักษาสุญญากาศอยู่ ให้ย้ายกรวยพร้อมตัวอย่างไปยังเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์อย่างรวดเร็วเพื่อชั่งน้ำหนัก บันทึกมวลของตัวอย่างเปียกหลังการกรองเป็น m1 (แม่นยำถึง 0.001 กรัม) ดำเนินการอย่างรวดเร็วและแม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงการระเหยของน้ำที่เกิดจากการสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานาน ซึ่งอาจส่งผลต่อผลการชั่งน้ำหนัก

ผลการทดลองและการวิเคราะห์

การทดลองนี้ดำเนินการตามมาตรฐาน GB/T 7702.5 อย่างเคร่งครัด และข้อมูลการทดลองมีความถูกต้องและเชื่อถือได้ ความสามารถในการดูดซับน้ำของถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ดจากถ่านหินชุดหนึ่งคือ 69.4% แสดงให้เห็นถึงโครงสร้างรูพรุนที่พัฒนาขึ้นอย่างดีและประสิทธิภาพการดูดซับน้ำที่ยอดเยี่ยม เหมาะสำหรับการบำบัดน้ำ การป้องกันความชื้น และสาขาอื่นๆ ที่มีความต้องการสูงสำหรับความสามารถในการดูดซับน้ำของถ่านกัมมันต์