Bagaimana cara mengukur penyerapan dalam eksperimen arang aktif?

Melakukan eksperimen arang aktif untuk mengukur penyerapan adalah cara praktikal untuk menilai prestasi pelbagai jenis arang aktif. Sama ada anda menguji untuk pembersihan udara dan air atau tugas khusus seperti penyahwarnaan, mengetahui cara mengukur penyerapan dengan tepat memastikan keputusan yang boleh dipercayai. Eksperimen arang aktif memerlukan peralatan ringkas, langkah-langkah teliti, dan perhatian terhadap butiran. Artikel ini akan membimbing anda melalui kaedah utama, langkah-langkah, dan petua untuk mengukur penyerapan secara berkesan dalam eksperimen arang aktif dengan contoh dunia sebenar untuk memudahkan pemahaman proses tersebut.

Sebelum memulakan eksperimen arang aktif untuk mengukur penjerapan, persediaan yang betul adalah penting. Pertama, pilih jenis arang aktif yang sesuai berdasarkan tujuan ujian anda. Untuk ujian penjerapan gas, gunakan arang aktif tipe sarang lebah atau berbentuk kolumnar kerana ia direka untuk pembersihan udara. Untuk ujian pelunturan warna atau pembersihan cecair, arang aktif serbuk lebih sesuai disebabkan kelajuan penyerapannya yang tinggi. Sebuah makmal yang menguji kecekapan pembersihan udara memilih arang aktif bentuk sarang lebah manakala satu lagi yang menguji pelunturan air menggunakan arang aktif serbuk. Kedua, sediakan pencemar sasaran. Untuk penjerapan gas, bahan seperti VOC contohnya formaldehid atau benzena boleh digunakan. Untuk penjerapan cecair, pilihan biasa termasuk larutan pewarna atau sebatian organik. Ketiga, lengkapkan peralatan yang diperlukan seperti bekas kaca, sensor, penimbang dan pengacau. Kalibrasikan instrumen seperti sensor atau spektrometer untuk memastikan ketepatan. Sebuah makmal universiti pernah tidak melakukan kalibrasi dalam eksperimen arang aktif dan mendapat data penjerapan yang tidak konsisten, yang menyebabkan ujian diulangi.

Terdapat beberapa kaedah boleh dipercayai untuk mengukur penjerapan dalam eksperimen arang aktif. Kaedah gravimetrik adalah mudah dan digunakan secara meluas. Ia melibatkan penimbangan arang aktif sebelum dan selepas eksperimen. Perbezaan berat menunjukkan jumlah pencemar yang diserap. Satu pasukan penyelidik menggunakan kaedah ini dalam eksperimen arang aktif dengan arang aktif berbentuk kolum dan mendapati ia menyerap 0.8 gram VOC setiap 10 gram arang. Kaedah spektrofotometri sesuai untuk ujian penjerapan cecair. Ia mengukur perubahan penyerapan cahaya larutan sebelum dan selepas penambahan arang aktif. Sebuah kilang makanan menggunakan kaedah ini untuk menguji kesan pendehwarnaan arang aktif serbuk terhadap sirap gula dan keputusannya menunjukkan pengurangan keamatan warna sebanyak 92%. Kaedah kromatografi gas sesuai untuk eksperimen penjerapan gas terutamanya untuk mengukur VOC. Makmal alam sekitar menggunakan kaedah ini untuk mengukur penjerapan benzena oleh arang aktif sarang lebah dan memperoleh perubahan kepekatan yang tepat.

Mari kita pecahkan satu eksperimen arang aktif penyerapan cecair yang lazim untuk mengukur penyerapan. Pertama, sediakan larutan pewarna dengan kepekatan yang diketahui, sebagai contoh 100 mg/L metilena biru. Kedua, timbang 0.5 gram arang aktif serbuk (sesuai untuk pendehnian) dan tambahkannya ke dalam 500 mL larutan pewarna tersebut. Ketiga, kacau campuran itu pada kelajuan malar selama 2 jam untuk memastikan sentuhan penuh. Keempat, turaskan campuran itu untuk mengasingkan arang aktif daripada larutan. Kelima, gunakan spektrofotometer untuk mengukur penyerapan larutan yang telah dituras. Bandingkannya dengan penyerapan larutan asal untuk mengira kapasiti penyerapan. Sebuah kilang tekstil telah menjalankan eksperimen ini untuk menguji keupayaan arang aktif serbuk dalam merawat air buangan pewarna. Keputusan menunjukkan arang tersebut menyerap 85 mg pewarna bagi setiap gram arang, memenuhi keperluan rawatan kilang tersebut.

Untuk eksperimen arang aktif penyerapan gas, ikuti langkah-langkah berikut. Pertama, sediakan bekas tertutup dengan kepekatan gas sasaran yang diketahui seperti formaldehid (50 ppm). Kedua, letakkan 10 gram arang aktif bentuk sarang lebah (sesuai untuk rawatan gas) ke dalam bekas tersebut. Ketiga, tutup rapat bekas dan biarkan selama 4 jam untuk memastikan arang sepenuhnya menyerap gas. Keempat, gunakan sensor gas untuk mengukur kepekatan gas akhir. Hitung jumlah penyerapan dengan menolak kepekatan akhir daripada kepekatan awal. Sebuah kilang elektronik telah menjalankan eksperimen ini untuk menguji kecekapan penyingkiran VOC oleh arang aktif sarang lebah. Kepekatan gas menurun kepada 8 ppm, menunjukkan kapasiti penyerapan sebanyak 42 mg per gram arang. Ini membantu kilang tersebut memilih arang yang sesuai untuk sistem pengudaraannya.

Untuk mendapatkan keputusan yang tepat dalam eksperimen arang aktif, ikuti petua ini. Pertama, kawal faktor persekitaran seperti suhu dan kelembapan kerana ia mempengaruhi penjerapan. Jalankan eksperimen pada suhu malar sekitar 25°C. Sebuah makmal pernah mengalami keputusan yang tidak konsisten disebabkan oleh perubahan suhu semasa eksperimen. Kedua, pastikan masa sentuhan yang mencukupi. Eksperimen cecair biasanya memerlukan 1 hingga 2 jam manakala eksperimen gas mungkin memerlukan 3 hingga 4 jam. Ketiga, ulangi eksperimen sebanyak 2 hingga 3 kali dan ambil nilai purata untuk mengurangkan ralat. Keempat, gunakan arang aktif berkualiti tinggi daripada pengilang yang boleh dipercayai seperti Yihang Carbon untuk memastikan prestasi yang konsisten. Sebuah institut penyelidikan mendapati bahawa penggunaan arang berkualiti rendah menyebabkan data penjerapan yang tidak boleh dipercayai dalam eksperimen mereka. Kelima, catat semua data dengan teliti termasuk kepekatan, berat, dan masa untuk memudahkan analisis keputusan.

Contoh eksperimen arang aktif praktikal menunjukkan cara ukuran penjerapan berfungsi. Sebuah loji rawatan air minuman telah menjalankan eksperimen untuk menguji penjerapan klorin oleh arang aktif ketulan kulit kelapa. Eksperimen tersebut menggunakan kaedah pentitratan dan mendapati arang tersebut menyerap 3.2 mg klorin bagi setiap gram arang. Ini membantu loji tersebut menentukan dos arang yang optimum. Sebuah bengkel pembaikan kereta menguji penjerapan asap cat oleh arang aktif berbentuk turus menggunakan kromatografi gas. Eksperimen itu menunjukkan arang tersebut mengekalkan kecekapan penjerapan sebanyak 80% selama 6 bulan. Sebuah kilang minuman menguji penjerapan bendasing dalam jus buah oleh arang aktif serbuk. Kaedah spektrofotometri mendedahkan pengurangan sebanyak 90% dalam bendasing organik, menjadikan jus lebih jernih dan selamat. Contoh-contoh ini membuktikan bahawa eksperimen arang aktif yang direka dengan baik memberikan data bernilai untuk aplikasi praktikal.