煤质柱状活性炭微观结构的检验

　　煤质柱状活性炭的微观结构表征包括比表面积，孔容积（分微孔容积、中孔容积、大孔容积等，有时更细分为细微孔、此微孔、细中孔、粗中孔等）平均空隙直径、最可几直径等。

　　我国的国家标准中规定了孔容积和比表面积的测定方法，美国和日本标准中则没有对应得规定。迄今为止，世界各国都未能拿出一套可用于表征煤质柱状活性炭微观结构的、能令大多数人信服的标准试验方法。

　　目前大多采用全自动吸附仪，采用液氮静态吸附方法来表征煤质柱状活性炭的微观结构，但由于选用的仪器及数据处理方法的差异，检测结果差距较大，一般误差在10左右。

　　1、比表面积:比表面及孔结构在比表面开始测试前对煤质柱状活性炭进行加热真空脱附处理，在—196℃液氮温度下吸附氮气，测试氮气吸附等温线，利用BET方程，根据单分子层吸附量和吸附质分子截面积，计算煤质柱状活性炭的比表面积；由相对压力为0.98时的氮吸附值换算成液氮体积得到总孔体积，由Dubimin-Astakhov计算微孔表面积和微孔体积，由总孔体积减去微孔体积得到中孔体积，由H-K（Horvath-Kawazoe）模型及密度函数理论（Dengsityfunctionaltheory）计算平均孔径及其分布。

　　比表面积是表征煤质柱状活性炭吸附性能的主要指标，这一指标解释了煤质柱状活性炭产生吸附的原因，是人们加深了对吸附现象本质的认识，在煤质柱状活性炭及吸附材料的研究中，这种检测指标应用得较多，但由于检测仪器设备比较复杂，而且价格昂贵，因此在煤质柱状活性炭生产中应用的比较少。

　　2、孔容积:孔容积通过测定颗粒煤质柱状活性炭的真密度、颗粒密度来计算孔容积。其测定方法有真密度法、汞置换法和氮吸附法等，各种方法测定的孔容略有不同，在报出测试结果时应标注检测方法。

　　孔容积也是表征煤质柱状活性炭吸附性能的重要指标，经常使用的孔容积测试方法有氮吸附法，一般在测试比表面时可同时计算出孔容积，孔容积和煤质柱状活性炭装填密度密切相关，和装填密度指标成反比。

　　煤质柱状活性炭应用模拟评价检验

　　世界上主要国家的煤质柱状活性炭标准检验方法中，只有美国和一些煤质柱状活性炭大公司的企业标准中规定了煤质柱状活性炭气相和液相应用的原则性、指导性测定方法，这些检测标准虽然大大扩展了可检测的吸附质数量，也对应用领域选用煤质柱状活性炭品种有帮助，但由于这些方法仅对单组分吸附质适用，而在煤质柱状活性炭应用实践中，吸附质几乎没有单独存在的可能性，煤质柱状活性炭总是会面对多种物质组成的混合物，这些物质在煤质柱状活性炭上不可避免的发生竞争吸附，竞争吸附的发生必然导致目标吸附质的吸附量的改变，从而导致实际应用效果偏离实验室检验结果，有时这种偏离会非常严重。

　　为了准确评价煤质柱状活性炭在实际应用中的使用效果，需进行实验室模拟吸附试验，这种模拟大多采用动态试验方法来进行。对于液相模拟吸附试验，一般采用吸附柱方法，使用待处理工作态原液，有时根据相液中已知的主要成分进行配液，选择不同的工艺条件进行试验，然后进数据处理得到最佳工艺条件，用于指导煤质柱状活性炭的实际应用。

　　对于气相模拟吸附试验，情况较为复杂。当采用动态模拟实验时，多采取配气法模拟实际气体，选用合适的吸附管（亦可视为更小型一些的吸附柱），调整试验条件以获取不同工业条件下的吸附穿透曲线等，进而指导煤质柱状活性炭吸附装置的设计和运用条件的选择，当采用静态模拟实验时，采用向已加入煤质柱状活性炭的定容积吸附器中加注被吸附气体的方法进行试验。静态模拟法实验结果的准确性不如动态法。

　　一般煤质柱状活性炭的应用单位为了准确的选用煤质柱状活性炭产品或设计煤质柱状活性炭应用装置，均根据自己的需要建立煤质柱状活性炭应用评价装置，对煤质柱状活性炭的应用性能进行评价实验，以获取准确的工艺参数指导煤质柱状活性炭的应用或装置的设计。