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煤质活性炭pH值测试方法的比较和建议

作者:天旭活性炭 时间:2014-11-10 来源:本站原创
摘要:煤质活性炭是以煤为基础原料,经过炭化、活化等工艺生产的一种孔隙结构丰富、吸附性能良好的含碳吸附材料。

       活性炭是一种具有丰富孔隙结构、巨大比表面积、强大吸附能力的含碳物质。按其所用原料可分为木质活性炭、煤质活性炭、骨质活性炭等几种。

       煤质活性炭是以煤为基础原料,经过炭化、活化等工艺生产的一种孔隙结构丰富、吸附性能良好的含碳吸附材料。随着人们对生活质量要求日益提高,对活性炭性能指标的要求也越来越严格。在活性炭性能指标测试中,pH值的测定已经成为常规测试( 通常客户要求pH值在5-7) 。
 

       但是由于目前对活性炭pH值的检测存在多种不同版本的标准,生产厂家和活性炭用户之间又缺乏沟通,加之有的pH值测试方法与物料水分有很大关系,而活性炭丰富的孔隙结构又使其易吸潮,结果导致彼此间测出的pH 值存在较大差异,缺乏可比性。
 

       这不仅影响了对产品质量的监控,还经常引起贸易纠纷,给客户在选择上带来麻烦,给生产厂家在过程控制上带来了困惑。因此,全面了解pH 值不同测试方法的内容及其之间的差异,找出适合生产实际的测试方法十分必要。
 

       1. pH值主要测试方法

       目前国内常用的煤质活性炭pH值测试标准主要有以下四种: GB/T7702. 16—1997; 美国材料试验协会的ASTM标准; 日本工业协会的JIS标准以及美国卡尔冈碳素工业公司的TM标准。这几种方法对活性炭pH值测定所规定的内容基本一致,即: 取一定量的活性炭试样加水煮沸,测其水溶液的pH值。
 

       2.方法比较

       虽然以上几种标准测试pH值的内容基本相同,但在实验条件的规定上却存在较大差异,见表1。由表1可以看出,国标GB/T7702. 16-1997与美国ASTM的测试方法除了滤液是否需要补足100 mL不同外,其他基本相同。

       这两种方法都对蒸馏水的状态、操作方法及测试温度做了明确规定,但是,由于这两种方法对试样的初始状态没有明确规定,导致同一实验室内测定同一个试样时,因试样水分不同,在试验中所称取的样重也不同,因而测出的pH值也不一样(见表2) 。

       对于美国卡尔冈碳素公司的pH值测试方法,尽管其测定时间长,由于其对试样的测试状态、蒸馏水的状态及测试温度均有严格规定,测试条件较为严谨,所以,在试样水分含量不同的情况下,同一实验室所测得的结果基本一致(见表3) 。对于日本JIS标准,由表1可以看出,其测定过程规定不够严谨。

       首先,众所周知制好的蒸馏水在贮存过程中,如与空气接触,空气中的CO2和其他杂质会污染蒸馏水,使其电导率迅速下降,致使测定出的pH值有偏差。

       其次,炭样的存放环境不同,导致其水分不同,测定时所称取的炭样重也不同,导致测定结果有偏差。

       第三,水溶液过滤与否均可,也是导致测定结果有偏差的原因。这几种基础条件不一致,就更加导致不同化验室和测试条件下,pH值的测试结果有很大差异。


       表1、表2、表3 中不同标准、不同实验条件的对比分析不难看出,美国卡尔冈碳素公司的pH值测试标准是较为严谨和科学的。它避免了在不同测试状态下测定试样的pH值不同而给生产控制带来的麻烦。但是,由于该方法测试过程耗时较长,不利于生产调控。

       从表2 可看出,GB/T7702. 16-1997 与美国ASTM的pH测定值在条件相同的情况下,同一试样的pH值基本相同,其操作时间也比美国卡尔冈碳素公司的测试时间短,因此便于生产控制。但是,由于同一个试样在水分不同的情况下,测试过程中所需试样重量不同,使得测试结果不同。

       这不仅不利于活性炭生产厂家的生产控制,同时也不利于与客户的贸易。如果GB/T7702. 16-1997与美国ASTM的pH值测定方法能像美国卡尔冈碳素公司的pH值测试方法那样要求干燥试样的话,使同一个试样在不同的水分条件下所取的试样状态一致( 干燥) ,就可避免上述各方法的弊端,进一步起到控制生产、指导贸易的作用。
 

       3.建议

       随着我国活性炭出口量不断增加和国内活性炭应用领域不断扩大,对活性炭产品的检测标准和检测质量都提出了更高要求。pH 值作为活性炭产品检测的重要指标之一,其检测标准既要满足贸易需求,又要满足实际生产的指导需要。

       因此溧阳市天旭活性炭提出如下建议: 在进行pH值测定时,应将试样的初始状态统一要求为干燥试样。这样就如同测定灰分、碘值一样,不仅可在同一化验室进行对比交流,在不同化验室同样也可对比交流,从而省去了生产控制过程中的一些琐事及与客户交流的麻烦,使检测结果更具有可比性。

       总之,在活性炭检测中采用国际标准,实现标准趋同,已成为全球普遍发展的趋势。在此基础上,相关人员应认真研究分析活性炭标准化发展中存在的问题,提出解决对策,同时积极引进、吸收国际同类产品质量标准,促使我国的检测标准更加完善、严谨。

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