使用活性炭去除殘留的氯，幾乎所有食品或飲料生產(chǎn)過程中直接使用的水都是飲用水。所以飲用水被定義為清澈透明，無臭，沒有令人反感的味道的水，并且不含任何可能導致人體健康風險的微生物或化學物質(zhì)。韓研研究了從不同原料來獲得的活性炭的多種能力，用來除去殘留的氯。考慮了活性炭顆粒與氯化溶液之間的粒徑和接觸時間的影響。通過使用孔隙度計的氣體吸附(BET法)和使用碘和亞甲藍吸附的液相吸附來測量活性炭的吸附性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)了一種材料制成的活性炭是唯一能夠除去100%殘留氯的吸附劑。

　　許多食品和飲料行業(yè)在城市設施中用氯處理過程中使用水，因此仍然含有活性氯，即一些殘留的氯。在其他行業(yè)，城市配水廠的水量將增加氯的用量，以保證過程所需的質(zhì)量水平。已知有與氯有機物反應的自然傾向，形成氯胺，其改變最終產(chǎn)物的特征，例如味道和氣味，以及與癌癥風險增加相關的總三鹵甲烷(TTHM)作為對心臟，肺，腎，肝臟和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害。出于這樣的原因，這些食品和飲料行業(yè)必須保持與所有與殘留氯產(chǎn)品直接接觸的所有過程中使用的水。殘余氯使用活性炭除去。

　　活性炭是通過碳化和活化有機物質(zhì)(主要是植物來源)制備的多孔碳質(zhì)材料。在生木質(zhì)纖維素材料的碳化過程中，產(chǎn)生固體殘余物(木炭)和揮發(fā)性氣體。在此過程中，形成孔隙，即石墨晶體之間的空隙。碳化后立即發(fā)生活化。活化可能是化學或物理的。中間產(chǎn)物被除去，石墨晶體暴露于活化劑。這在活化期間增加了孔的數(shù)量和尺寸。由于其孔結構發(fā)達，粉末或顆粒中的活性炭具有優(yōu)良的吸附能力。根據(jù)原料的性質(zhì)，顆粒(顆粒或粉末)的大小，顯然在選擇的生產(chǎn)過程中，活性炭具有不同的吸附能力。

　　活性炭使用在不同的液體和氣相吸附分析方法。對于氣相，表征可能依賴于氮的吸附的測量和應用可用于確定表面積的不同程序之一，例如BET法或Langmuir。對于液相，可以用碘或亞甲藍吸附來實現(xiàn)表征。這項工作中使用的所有原料，椰殼，可能是活性炭制備中最典型和最傳統(tǒng)的原料。

　　活性炭在熱解和活化過程中，存在一些可以控制的變量，從而優(yōu)化了一些參數(shù)，如產(chǎn)率和活性炭的結構特征。在本研究中，考慮了五個變量的激活過程：1.碳化溫度，2.加熱速率，3.蒸汽流量，4.活化溫度，5.停留時間。通過考慮本研究中使用的所有原材料的熱重曲線，可以選擇500℃的碳化溫度，即物質(zhì)應完全熱解的溫度。所有實驗中的加熱速率設定為10K min -1。物理活化與蒸汽在0.8千克小時流速-1被使用。較低的蒸汽流減少孔的形成，而較高的流動可能降低反應器中的溫度并產(chǎn)生非常潮濕的活性炭。通常，激活的停留時間的選擇取決于所需的多孔結構分布和產(chǎn)率。本研究中的最大活化溫度為800oC為甘蔗渣和900 ?為椰子和巴巴蘇殼℃。在所有情況下，活化的停留時間為20分鐘。

　　活性炭的碳化和激活

　　原料在固定床管式反應器內(nèi)的回轉窯內(nèi)熱解。窯允許建立熱解和激活程序，從而建立溫度曲線和加熱速率。110℃的蒸汽是活化所必需的，由連接回轉窯的電爐產(chǎn)生。

　　活性炭對殘留氯吸附

　　用去離子水制備10%的次氯酸鈉溶液，殘留氯濃度在2.5至3.0 mg L -1之間。然后將5g粒狀活性炭倒入含有8L次氯酸鈉溶液的桶中。該桶具有旋轉葉片以攪拌和均化溶液，在該時間內(nèi)以5分鐘間隔取出500mL樣品。每個樣品用0,001 mol L -1的硫代硫酸鹽滴定，并測定其殘留的氯。

　　在表中可以看出，所有活性炭具有大于700m 2 g -1的 BET表面積，這是大多數(shù)商業(yè)活性炭允許的最小值。來自韓研的活性炭具有大于800m 2g -1的 BET表面積，并且在所有情況下，比一般椰殼活性炭效果都好些。推薦使用活性炭去除低分子量化合物的最低碘值為500 mg g -1。在表中，可以看出，所有碘值都比考慮的值高出70%以上。吸附亞甲藍最有效的活性炭是甘蔗渣制成的活性炭。因此，知道使用亞甲基藍來表征中孔活性炭，可以推測，研究的三種活性炭中最為介孔的是來自甘蔗渣制成的活性炭。

　　如所預期的那樣，對于所有活性炭，發(fā)現(xiàn)吸附能力與吸附劑顆粒尺寸之間存在負相關關系。不考慮顆粒尺寸和吸附物的范圍，椰殼活性炭和活性炭的吸附能力非常相似。對于來自甘蔗渣的活性炭，對于三個第一范圍的粒度，碘值比一般活性炭和椰殼活性炭的數(shù)量高至少80%。亞甲藍吸附的結果表明，來自甘蔗渣的活性炭比其他兩種材料具有更多的介孔。

　　韓研的活性炭具有最大的BET表面積。所有粉末活性炭具有相似的碘吸附能力。然而，對于亞甲藍吸附，甘蔗渣中的活性炭顯示出更好的效果。顆粒活性炭具有非常好的吸附碘，亞甲基藍和殘留氯的能力，但是來自甘蔗渣的效率最高。來自甘蔗渣的活性炭也是唯一的，成功地完全消除了殘留的氯。對于其他活性炭，60分鐘內(nèi)獲得的最大去除率約為40%。