Phương pháp xác định dung lượng nước của than hoạt

Phương pháp xác định dung lượng nước của than hoạt tính

Than hoạt tính là vật liệu carbon xốp được xử lý đặc biệt, chủ yếu cấu tạo từ carbon. Nó có cấu trúc lỗ xốp phát triển tốt và diện tích bề mặt riêng lớn (từ 500–1700 m²/g), có thể loại bỏ hiệu quả các chất độc hại khỏi khí hoặc lỏng thông qua quá trình hấp phụ vật lý và hóa học.

Nó được sản xuất từ các nguyên liệu chứa carbon như gỗ, vỏ hạt và than thông qua các quy trình cacbon hóa và hoạt hóa. Nó thường có màu đen ở dạng bột, hạt hoặc cột, và được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước, lọc không khí, khử màu thực phẩm, tinh chế dược phẩm và các lĩnh vực khác.

Mục đích thí nghiệm

Mục đích của việc kiểm tra dung lượng nước của than hoạt tính là để đánh giá khả năng hấp phụ phân tử nước của nó, từ đó phản ánh mức độ phát triển của cấu trúc lỗ xốp và tính ưa nước của bề mặt. Chỉ số này đóng vai trò là tài liệu tham khảo quan trọng để đánh giá hiệu suất của nó trong các ứng dụng như xử lý nước và lọc không khí.

Phản ánh thể tích lỗ xốp tổng thể: Phân tử nước chủ yếu lấp đầy các lỗ xốp nhỏ và trung bình của than hoạt tính. Khả năng hấp phụ cao hơn cho thấy cấu trúc lỗ xốp phát triển hơn và thường có diện tích bề mặt riêng lớn hơn.

Dự đoán hiệu suất ứng dụng thực tế: Trong các kịch bản lọc không khí, làm ẩm và xử lý nước thải, dung lượng nước có thể nhanh chóng cho biết tiềm năng hấp phụ các chất phân cực của than hoạt tính.

Hỗ trợ kiểm soát chất lượng: Là một phương pháp kiểm tra nhanh trong sản xuất, nó được sử dụng để theo dõi tính nhất quán của sản phẩm và độ ổn định của lô.

Mẫu và thiết bị thí nghiệm

Mẫu: Than hoạt tính

Thiết bị: Máy đo dung lượng nước than hoạt tính ST-62, tuân thủ GB/T 7702.5

Quy trình thí nghiệm

1. Tiền xử lý và làm khô mẫu

Mẫu theo GB/T 7702.1. Đặt mẫu than hoạt tính đều vào một chai cân sạch với độ dày mẫu không quá hai phần ba dung tích bình. Đặt bình không đậy vào tủ sấy ở 105℃±5℃ và sấy trong 2 giờ. Lấy ra, đậy kín, chuyển vào bình hút ẩm và làm nguội đến nhiệt độ phòng trong ít nhất 30 phút để chuẩn bị mẫu thử khô tuyệt đối.

• Cân mẫu khô tuyệt đối

Làm nóng trước, hiệu chuẩn và đưa về 0 cân phân tích. Cân chính xác khối lượng mẫu than hoạt tính khô tuyệt đối là m₁ với độ chính xác 0,0001 g và ghi lại dữ liệu. Chuẩn bị hai mẫu song song để kiểm tra đồng thời nhằm đảm bảo độ lặp lại của phép thử đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia.

3. Ngâm than hoạt tính trong nước bão hòa

Cho than hoạt tính khô tuyệt đối đã cân vào một cốc sạch. Thêm đủ nước cất để ngập hoàn toàn mẫu, với mực chất lỏng cao hơn bề mặt mẫu ít nhất 20 mm. Để yên và ngâm ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển cho đến khi bão hòa nước hoàn toàn trong lỗ xốp. Khuấy nhẹ 2–3 lần trong quá trình ngâm để đảm bảo hấp phụ nước đồng đều và đủ.

4. Lọc chân không để loại bỏ nước tự do trên bề mặt

Chuyển than hoạt tính bão hòa nước sang phễu Buchner lót vải lọc. Bật máy bơm chân không để lọc áp suất âm ổn định cho đến khi không còn nhỏ giọt liên tục. Loại bỏ nước tự do trên bề mặt hạt trong khi chỉ giữ lại nước đã hấp phụ bên trong lỗ xốp để đảm bảo độ chính xác của phép thử.

5. Cân mẫu bão hòa

Sau khi lọc, nhanh chóng chuyển than hoạt tính bão hòa trở lại chai cân ban đầu và đậy kín để ngăn hơi ẩm bay hơi. Sử dụng cùng một cân đã hiệu chuẩn để cân chính xác tổng khối lượng mẫu bão hòa là m₂ với độ chính xác 0,0001 g và ghi lại đầy đủ tất cả dữ liệu mẫu song song.

Kết quả thí nghiệm

Dung lượng nước đo được của lô than hoạt tính dạng hạt gốc than này là 37,0%, tuân thủ các thông số kỹ thuật sản phẩm liên quan. Khả năng hấp thụ nước và giữ nước của mẫu đạt yêu cầu.