Chỉ số iốt của than hoạt tính là gì?

Chỉ số iốt là một biến số để đánh giá khả năng hoạt động của than hoạt tính dạng hạt (hoặc dạng viên).

Trong hầu hết các ứng dụng, than hoạt tính được sử dụng để hấp phụ các phân tử được hình thành bởi tỷ lệ liên kết cộng hóa trị cao: đó là trường hợp liên kết cacbon-cacbon hoặc cacbon-hydro của các hợp chất hữu cơ. Than hoạt tính cũng được sử dụng làm thuốc thử hoặc chất xúc tác, như xảy ra trong quá trình khử clo trong nước, một trong những ứng dụng phổ biến nhất của than hoạt tính ở Mexico. Phản ứng khử clo (loại bỏ clo tự do, để chuyển nó thành ion clorua) là:

HOCl (l)    + C (s)   ➜ CO *   + H (l)   + Cl – ( l)

Trong đó HOCl (l)  là axit hypochlorous, C (s)  là than hoạt tính và CO *  đại diện cho một oxit carbon có thể liên kết với bề mặt của than hoạt tính hoặc có thể hòa tan trong dung dịch dưới dạng axit cacbonic.

Phản ứng trên không phải là phản ứng duy nhất xảy ra khi gạn nước bằng than hoạt tính; có những loại khác trong đó carbon tham gia với tư cách là thuốc thử hoặc chất xúc tác.

Xem Thêm  Nơi Bán Than Gáo Dừa - Hotline 0937 363 559

Giả sử “công suất hoạt động” của than hoạt tính là lượng chất lỏng (khí hoặc chất lỏng) mà nó có thể xử lý để đạt được chất lượng nhất định. Chất lượng này có thể được đo lường bằng Nhu cầu oxy hóa học (COD), màu sắc, mùi thơm, clo tự do hoặc một số hợp chất hoặc họ hợp chất cụ thể. “Điểm dừng” xảy ra tại điểm mà nước thải từ thiết bị chứa than hoạt tính có chất lượng không thể chấp nhận được. Lúc này, carbon phải được thay thế vì tuổi thọ của nó đã hết. Than đã qua sử dụng phải được xử lý hoặc kích hoạt lại.

Chỉ số iốt của than hoạt tính là gì? 1

Cách duy nhất để có thể đánh giá chính xác khả năng hoạt động của than hoạt tính dạng hạt là tại hiện trường.

Các nhà sản xuất và người sử dụng than hoạt tính dạng hạt đã tìm kiếm các biến số hóa lý dễ đo lường và phản ánh khả năng hoạt động của than. Các biến này bao gồm khả năng hấp phụ của iốt, phenol, xanh methylene, mật đường, cacbon tetraclorua, butan và các chất khác.

Biến được chấp nhận nhiều nhất về mặt thương mại là số iốt (chỉ số iốt), tương ứng với miligam iốt mà một gam carbon hấp phụ (trên cơ sở khô), khi nồng độ iốt còn lại trong dung dịch là 0,02 N.

Tại sao than có hàm lượng iod cao hơn thường có giá cao hơn?

Số lượng iốt đã được chấp nhận rộng rãi đến mức giá của hầu hết các loại than hoạt tính tiêu chuẩn trên thị trường phụ thuộc phần lớn vào giá trị của chúng. Có hai lý do tại sao số iốt được chấp nhận rộng rãi như một biến số để đánh giá cacbon: (a) Đối với một số loại cacbon được kích hoạt trong những điều kiện nhất định, số iốt đã được chứng minh là tỷ lệ tương đối với diện tích bề mặt của cacbon. (diện tích được xác định bằng sự hấp phụ nitơ); và (b) Vật liệu và thuốc thử để đo số iốt không đắt tiền và thời gian cần thiết để thực hiện phân tích tương đối ngắn.

Xem Thêm  Cách mua than hoạt tính ở HCM - Hotline 0937 363 559

Thật không may, thực tế là số lượng iốt không phản ánh cả diện tích bề mặt của than hoạt tính và khả năng hoạt động của nó. Nhiều đến mức trong lĩnh vực khoa học, số iốt không được sử dụng làm biến số để đánh giá lượng carbon.

Số iốt có quyết định khả năng hấp phụ của than hoạt tính không?

1. Số iốt chỉ tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của một số ít than hoạt tính.

Khi xác định số iốt, phân tử bị hấp phụ trên cacbon là ion triiodua: I -1 . Vì nó là anion nên các oxit bề mặt có trong than hoạt tính sẽ đẩy lùi nó. Do đó, than hoạt tính chứa càng nhiều oxit bề mặt thì số lượng iốt của nó sẽ càng thấp, mặc dù diện tích bề mặt của nó sẽ không thay đổi.

2. Ngay cả khi số iốt tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của bất kỳ than hoạt tính nào, khả năng hấp phụ của iốt không tỷ lệ thuận với khả năng hấp phụ của các phân tử khác.

Điều này là như vậy vì hai lý do:

2.1 Khả năng hấp phụ của than hoạt tính phụ thuộc vào mối quan hệ giữa hình dạng kích thước của phân tử được giữ lại và sự phân bố kích thước lỗ xốp của than.

Các phân tử lớn hơn đường kính lỗ chân lông không đi vào được. Và các phân tử nhỏ hơn nhiều so với đường kính của lỗ chân lông sẽ bị hấp phụ với lực ít hơn và do đó kém hiệu quả hơn.

2.2 Khả năng hấp phụ của than hoạt tính phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của phân tử được giữ lại và tính chất hóa học bề mặt của than.

Do đó, số lượng iốt cao hơn không nhất thiết phải tương ứng với khả năng hấp phụ cao hơn của phân tử (hoặc họ phân tử) mà chúng ta muốn hấp phụ. Người ta thường tìm thấy các biểu đồ như sau trong tài liệu:

Chỉ số iốt của than hoạt tính là gì? 2

3. Trong hầu hết các ứng dụng của than hoạt tính dạng hạt, khả năng hoạt động của chúng không chỉ phụ thuộc vào khả năng hấp phụ của chúng (gọi đúng hơn là “khả năng hấp phụ cân bằng” hoặc “khả năng hấp phụ khi đạt đến trạng thái cân bằng”) mà còn phụ thuộc vào động học (tốc độ) mà họ làm việc.

Động học mà than hoạt tính dạng hạt hoạt động phụ thuộc vào:

Xem Thêm  Tổng quan về than hoạt tính

3.1 Sự phân bố kích thước lỗ rỗng cũng như đường kính lỗ rỗng chiếm ưu thế. Đường kính lỗ rỗng càng lớn thì động học hoạt động của than hoạt tính càng cao.

3.2 Sự phân bố kích thước hạt của than hoạt tính dạng hạt. Kích thước hạt càng nhỏ thì động học của than hoạt tính dạng hạt càng cao.

Một cách để thể hiện điều thứ hai là thông qua sơ đồ sau, trong đó hai cột than hoạt tính dạng hạt được nạp vào, với cùng một dung dịch, cùng dòng chảy tức thời, cùng loại và lượng than hoạt tính. Sự khác biệt duy nhất giữa hai cột là kích thước trung bình của các hạt carbon ở cột bên phải nhỏ hơn. Nếu bạn đo độ sâu của lớp carbon nơi diễn ra quá trình hấp phụ (độ sâu được gọi là “vùng truyền khối”, MTZ), thì người ta thấy rằng kích thước hạt càng nhỏ thì chiều cao của MTZ càng thấp. Và vì MTZ thấp hơn đối với carbon có kích thước hạt nhỏ hơn nên điểm gãy sẽ xảy ra muộn hơn và carbon này sẽ có công suất hoạt động cao hơn.

Đồ thị: Ảnh hưởng của kích thước hạt đến than hoạt tính dạng hạt đến chiều dài của vùng chuyển khối MTZ.

Chỉ số iốt của than hoạt tính là gì? 3

Từ những điều trên, có thể kết luận rằng số iốt không phải là một biến số để có thể đo trực tiếp khả năng hấp phụ của carbon đối với một phân tử không phải là ion triiodide. Và ít hơn nhiều, nó có thể là một biến số có thể dự đoán được khả năng hoạt động của than hoạt tính dạng hạt.

Điều có thể hữu ích trong việc dự đoán khả năng hoạt động còn lại của than hoạt tính đang sử dụng là đo lượng iốt khi điểm dừng xảy ra và sử dụng dữ liệu này để cố gắng dự đoán thời gian gần đúng của điểm dừng cho các chu kỳ vận hành trong tương lai, như miễn là sử dụng cùng loại than hoạt tính dạng hạt thương mại và miễn là thành phần của dung dịch được xử lý bằng than hoạt tính không thay đổi đáng kể.

Đánh giá post

Bài viết liên quan

Sự khác biệt giữa than hoạt tính than và than bitum

Nội dung bài viết1 Sự khác biệt giữa than hoạt tính bitum và than non...

Cách làm cho nước giếng có thể uống được

Nội dung bài viết1 Xử lý khử trùng và làm sạch nước giếng1.1 Sau đây...

Kích hoạt lại than hoạt tính dạng hạt (GAC)

Nội dung bài viết1 Kích hoạt lại than hoạt tính dạng hạt (GAC) đã qua...

Than hoạt tính là gì và nó dùng để làm gì?

Nội dung bài viết1 1. Than hoạt tính.2 2. Than hoạt tính dùng để làm...

Khả năng hấp phụ than hoạt tính

Nội dung bài viết1 Khả năng hấp phụ than hoạt tính, Công suất của than...

Khử clo bằng than hoạt tính

Nội dung bài viết1 Loại bỏ clo bằng than hoạt tính dạng hạt (Khử clo).2...

sản phẩm than hoạt tính