瓦尔树脂

① 核电石墨的生产原料是什么

核石墨用于核工业方面的石墨材料。有原子反应堆用中子减速剂、反射剂、生产同位素用的热柱石墨、高温气冷堆用的球状石墨和块状石墨等等。
石墨作为反应堆材料的优缺点如下：
(1)石墨具有较高的散射截面和极低的热中子吸收截面，较高的散射截面用以慢化中子，低的吸收截面防止中子被吸收，使得核反应堆能够利用少量燃料达到临界或正常运行。
(2)石墨是耐高温材料，它的三相点，15MPa时为4024℃，因此不能采用熔化、铸造、锻造等热加工方法制造而只能采用类似粉末冶金的方法。它不像金属那样强度随温度而下降，而是略有增加，在2000℃以下应用，不会出现问题。
(3)石墨有良好的导热性能，在堆内可以有效地降低温度梯度，不致产生太大的热应力。
(4)石墨化学性质非常稳定。除了高温下的氧化、水蒸气外，可以耐酸、碱、盐的腐蚀，因而可以用作熔盐核反应堆和铀铋核反应堆的堆芯构件。
(5)石墨抗辐照性能极好，能长期在堆内服役30～40年。
(6)石墨可加工性好，可以加工成各种形状的构件。
(7)石墨原料丰富，价格便宜，容易制成纯度高、强度大、不同密度要求的各种核石墨，但石墨也有缺点，它是各向异性晶体结构，成层状分布，原子密集于a、b晶面，同层原子最近距离为0.141nm，相互为共价结合，具有较强的结合力；而层距离为0.335nm，层间结合力为范德瓦尔力，结合力较弱。这种各向异性在石墨的物理、强度、辐照等行为中都会强烈地表现出来。
分类用于核反应堆炭素材料，按材料分有石墨类、炭质类、热解石墨和各向同性石墨、含硼石墨等。按用途分有减速材料(慢化剂)、反射材料、包壳、熔炼铀盐坩埚等。
减速材料在核反应堆内U等核分裂物质在分裂时，放出的中子速度秒速约3万km(能量平均约为2MeV)，很难命中原子核，所以为提高核分裂的几率，继续维持连锁反应，则必须减缓中子速度，使之变为秒速2000m的低速中子即所谓热中子(能量约为0.025ev)。减速材料的用途就是把这种高速中子减缓成慢中子。
核石墨生产 目前核石墨生产基本上是在普通人造石墨生产工艺基础上开展起来的。针对核石墨需要高纯度、高密度、各向异性小的特点，对现行的石墨生产工艺、原料和设备加以改进，使之达到生产核石墨的要求。
核石墨生产有4个主要问题，即高纯度、高密度、各向异性和机械加工。
(1)高纯度。核石墨减速剂的纯度是最被重视的特性之一。首先选用纯度高、杂质含量少的石油焦和煤沥青作原料。原料杂质中硼含量要低，因1×10的硼含量相当于增加lmb的截面，高温石墨化大多数金属杂质在2800～3000℃挥发，而硼高于3000℃亦难除去，因硼与碳形成B4C3。对原料中硼含量要求极其严格，除原料外在生产中先后经10多道工序减少外来的杂质和合理工艺制度也是十分重要的。
(2)高密度。核石墨应有较高的密度，一般控制在1.79/cm左右，基本上能满足石墨堆运行要求，石墨的体积密度表示慢化剂的有效慢化率，密度降低则单位体积内的原子数减少，慢化率也就降低。
(3)各向异性小。石墨用于核反应堆时，由于温度上升产生热膨胀和辐照引起的维格纳(Wigner)生长。这种现象在垂直于挤压方向表现甚大，而平行于挤压方向表现较小，则石墨块不能按原始形状同样比例膨胀。因而石墨这种各向异性膨胀在由许多石墨块堆积而成的慢化层的结构是不能忽视的。石墨各向异性主要是由于石墨晶体结构具有极度的各向异性性质所致。另一方面在挤压成型时焦炭颗粒的排列对制品的各向异性也具有决定性的影响，因此要在成型过程中采取措施减少各向异性度。
(4)机械加工。石墨减速层和反射层是由经过精加工的块状堆砌而成的。石墨砌体中有供燃料棒、控制棒、仪器和试验用的各种孔道，这些孔道均有准确的尺寸，此外所有的石墨块砌体能防止中子流和冷却气体的泄漏。为此核石墨加工比任何石墨制品加工要求有更高的精密度。实际上要求精度在几丝之内。为保证产品加工精度设有专用高精度加工机床。
20世纪40年代以来，石墨曾用于铀——石墨堆、气冷堆、改进型气冷堆、生产堆、熔盐堆、液态金属堆、高温气冷堆……等堆型。各国在发展反应堆的同时，都在大力发展自己的核石墨工业。
60年代各国先后用天然沥青砂熔烧成球形各向同性焦为原料制造气冷堆用石墨。
采用了“二次焦”焦粉为原料(沥青焦粉先粉碎至数微米或120μm用沥青或树脂混捏后焙烧，再破碎至数百微米，成为具有各向同性的二次焦)。制成各向同性或接近各向同性的石墨制品用于高温气冷堆。
在原料中掺入石墨粉控制焙烧和石墨化中的膨胀、收缩，防止大规格坯料开裂。
在成型工艺中除采用挤压工艺外，还采用了模压成型、振动成型、等静压成型等。
石墨在核反应堆中除用于减速材、反射材外，还应用了大量其他炭素材料，如熔炼铀盐的石墨坩埚，高温堆中燃料颗粒热解石墨包覆层，烧结炭块，大球球壳等。

② 离子树脂在废水处理过程中的工作原理是什么

离子交换树脂在废水处理过程中的工作原理主要是用来吸附及脱附，下面就介绍一下工艺的运用。

吸附原理

漂莱特树脂在实际应用过程中，废水中的有毒有机物质通过吸附树脂(吸附剂)床时，吸附剂和溶质分子之间产生了范德瓦尔引力，溶质分子被吸附在吸附剂表面(一般吸附剂比表面积越高，吸附量越大)。当吸附剂分子与溶质分子能形成氢键时，则可大大提高吸附选择性，有利于溶质分子同水溶液的分离，从而使有毒有机废水得到净化。

脱附原理：

被吸附的溶质选用适当的方式即可完全洗脱，英国离子交换树脂可重复利用。溶液经大孔树脂固定床吸附，吸附流出液有些可直接达标排放，有些稍加调节pH值即可达标排放，有些经深度处理方可达标排放，有的还可作为洗涤水加以重复利用。吸附达饱和的树脂用脱附剂脱附，低浓度脱附液可在下一批次继续作为脱附剂使用，高浓度脱附液可回用到生产工段，或者直接回收产品加以综合利用，实现污染物的资源化。

因此，选用比表面积高、孔径适中、孔分布窄、机械强度高的漂莱特软化树脂可提高树脂的吸附、脱附能力，适当调节树脂极性的大小，使吸附剂和溶质分子之间人为的产生氢键作用，可大大提高树脂的吸附选择性和树脂固定床吸附工艺的效率。
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③ 净水处理，预处理中的活性炭的需求量应该怎样计算。还有树脂，石英砂的量。

净水处理1、石英砂做底层厚度为罐体的四分之一
2、填装交换树脂厚底为罐体的四分之一
3、活性炭在上层多填装一些，这样处理出来的水质，纯净、甘甜。
活性炭在净水中发挥的作用：
【嵩山】活性炭可去除水中嗅和味、色度、余氯、胶体、有机物(合成洗涤剂、农药、除草剂、杀虫剂、合成染料、三卤甲烷、卤乙酸、内分泌干扰物如邻苯二甲酸酯PAES等)、重金属(如汞、银、镉、铬、铅、镍等等)、放射性物质等，是净水器中使用最早、最广泛实用的净水材料。不仅一般活性炭净水器，在家用反渗透纯水机，以及多数超滤、陶瓷、KDF、UV等净水器中，都会用到活性炭。

【嵩山】活性炭和KDF都能去除水中余氯，但KDF和氯反应生成锌离子(Zn2+)，可能会导致水中锌超标，而用活性炭除氯则没有这类担心。

【嵩山】活性炭在活化过程中形成大量的各种形状的细微孔，构成了巨大的具有吸附作用的表面积，其比表面积为500～1200m2/g，比表面积越大，吸附效果越好。

二、【嵩山】活性炭在净水中负面的影响：

(1)活性炭吸附了大量的有机物，这些有机物会成为细菌等微生物的营养，细菌会在活性炭的微孔中大量繁殖增生，并可能导致出水中菌落总数超标。

(2)净水器中的活性炭在微生物催化作用下，把水中氨氮转化为亚硝酸盐氮，常出现净水器出水中的亚硝酸盐比进水高出很多倍。亚硝酸盐本身不是致癌物质，但它与水中胺类物质反应生成的亚硝胺是强致癌物质。

(3)在活性炭吸附过滤的出水加溴树脂(溴代聚苯乙烯海因)过滤或UV杀菌是解决水中微生物超标的好方法。艾欧·史密斯(上海)水处理产品有限公司在部份家用反渗透纯水机的后置活性炭滤芯中加上一小段溴树脂，出水即无菌，出口到欧洲诸国很受欢迎。

三、【嵩山】活性炭在净水中吸附的机理：

(1)物理吸附：范德瓦尔力。活性炭通过物理吸附可去除水中的有机物、胶体等。

孔分类
平均孔径（nm）
孔容积(mg/L)
表面积/总表面积(%)
吸附能力

大孔
＞100
0.2～0.5
＜1
提供通道

过渡孔
4～100
0.02～0.1
1～5
吸附大分子有机物

微孔
＜4
0.15～0.9
＞95
主要吸附区

2)化学吸附：化学反应及催化作用。活性炭通过物理吸附可去除水中的余氯、氯胺等等。

C + Cl2 + H2O —→ CO +2H+ + 2Cl-

C + ClO- —→ CO + Cl-

C +2NHCl2 + H2O —→ CO + N2 + 4H+ + 4Cl-

四、如何提高活性炭在净水器的净水效果

1、选择质量好的活性炭。净水用活性炭的标准目前有：

(1)GB/T7701.4——1997《净水用煤质颗粒活性炭》

(2)GB/T13803.2——1999《净水用木质活性炭》

(3)DL/T582——2004《火力发电厂水处理用活性炭使用导则》

(4)LY/T1331——1999《净水用载银活性炭》

国家标准(1)、(2)和林业行业标准(4)测碘吸附值和亚甲基蓝吸附值，主要反映活性炭中微孔的多少;电力行业标准(3)测活性炭对天然水中四种有代表性的有机物(腐殖酸、富里酸、木质素、单宁)的吸附容量和吸附速度，主要反映活性炭中过渡孔的多少。净水器生产厂选择净水器用活性炭时，建议按(3)方法来选择较好的活性炭。

此外，水份(≤10%，越小越好)、强度(≥95%，越大越好)、粒度(≥95%，家用净水器用颗粒活性炭建议选用16～32目即Φ1.3～0.6mm的粒径)都是必须考核的指标。

2、净水器制造厂应该采购质量好的活性炭，并抽查和检测每批进货的活性炭，以防购进劣质产品。

现在市场上很多活性炭都掺有回用料，有的甚至于全部是回用料。活性炭生产厂购进用户已使用过并报废的活性炭，再回炉处理一下，有的甚至放露天场院在太阳下晒干后即充新品卖出或掺进新活性炭中，以降低成本和售价。上海疾控中心就曾检测到活性炭滤芯CODMn去除率为零的怪事。另外，还有水洗，应该用纯水，但成本高，很多活性炭厂没有纯水装置，就用河水、井水甚至用臭水沟中的水去洗炭，这样的活性炭都被污染了。所以千万不要买太便宜的活性炭使用。活性炭净水器在到达额定总净水量时，其化学耗氧量CODMn去除率和总溶解性有机炭DOC去除率均应≥25%，前者在城镇建设行业标准CJ3023和卫生部《生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规范——一般水质处理器》(2001)中均有规定，后者在CJ3023中有规定。

3、【嵩山】活性炭发挥净水作用，不论物理吸附还是化学吸附，都需要一定的时间。因此，净水器生产厂要改进活性炭过滤器或活性炭滤芯的设计，尽可能增加水和活性炭的接触时间，接触时间=炭柱长度/水在炭柱中的流速，增加炭柱长度和活性炭用量，降低水的流速，都能延长水和活性炭接触时间，提高活性炭的净水效果和出水水质。

(1)对大型活性炭水质处理器来说，在机械行业标准JB/T2932-1999《水处理设备 技术条件》中规定，以去除游离氯为目的，水在活性炭过滤器中的流速应≤20m/h，出水水质为残余氯<0.1mg/L;以去除有机物为目的，水在活性炭过滤器中的流速应≤10m/h，出水水质为CODMn<2mg O2/L。在大型反渗透装置的预处理中，余氯和有机物都应去除，则取流速为10 m/h，如以活性炭滤层高1m计算，那么水和活性炭的接触时间为0.1h，即6分钟。

(2)对家用活性炭净水器来说，很难做到有这么长的接触时间。在城镇建设行业标准CJ3023-1993《活性炭净水器》中，没有给出接触时间或水流速等具体数据，但其5.2.1规定，活性炭过滤器过滤柱的有效高度与直径之比采用2～6为宜，实际上也是增加炭柱高度，延长水和活性炭接触时间，防止水不与炭接触而穿透。有些净水器，采用多级活性炭滤芯，也是这个作用。总之，活性炭与水接触时间越长，吸附效果越好。

4、活性炭净水器使用说明书，应告诫用户，开启净水器后，要放掉一部份水，把净水器滤筒、管道中的积水排放掉，然后再接取新鲜过滤水使用。否则，经长时间浸泡，活性炭中细菌会大量繁殖超标，亚硝酸盐也可能增多，因此一定要把净水器中的残积水先放掉。

5、活性炭净水器使用说明书，应告诫用户，活性炭要勤换，一般半年就要更换。特别是南方以地面水为水源的自来水，水中胶体物质多、有机物含量高，更要及时更换净水器中的活性炭滤芯。活性炭吸附有机物饱和后，非但不能再起到吸附和净水作用，反而会释放出有害物质，使净水器成为“污水器”。

净水器行业在发展，活性炭的技术也在发展，作为与净水器结缘已久的“伴侣”，活性炭一直发挥着它应有的作用，当然，随着技术的发展，我们也期待有更好的活性炭品种的出现，给我们的净水器事业锦上添花。

请认准【嵩山】活性炭