查春梅，常龍飛，胡奇林

（1.銀川能源學(xué)院石油化工系，寧夏銀川750105；2.寧夏石油化工應(yīng)用雜志社有限公司，寧夏銀川750001；3.寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，寧夏銀川750021）

國(guó)標(biāo)與美標(biāo)活性炭碘值測(cè)定的相關(guān)性研究

查春梅1，常龍飛2，胡奇林3

（1.銀川能源學(xué)院石油化工系，寧夏銀川750105；2.寧夏石油化工應(yīng)用雜志社有限公司，寧夏銀川750001；3.寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，寧夏銀川750021）

通過(guò)選定幾種活性炭樣品，依據(jù)GB 7702.7-87與ASTM D 4607-94標(biāo)準(zhǔn)的碘值測(cè)定方法，檢測(cè)樣品的碘值。對(duì)樣品的碘值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)概率分析，建立GB 7702.7-87與ASTM D 4607-94標(biāo)準(zhǔn)之間相關(guān)性的關(guān)系式，并對(duì)相關(guān)性的關(guān)系式進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證，同時(shí)根據(jù)關(guān)系式開發(fā)應(yīng)用型新軟件。

活性炭；標(biāo)準(zhǔn)；碘值；關(guān)系式

活性炭是一種具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)和極大內(nèi)表面積的人工炭材料，主要用作吸附分離單元操作的吸附劑。由于活性炭具有孔隙結(jié)構(gòu)高度發(fā)達(dá)、比表面積大；表面上含有（或可以附加上）多種官能團(tuán)；具有催化活性；穩(wěn)定，能在不同溫度和酸堿度下使用［1-2］；可以再生等優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬廣。近年來(lái)，盡管我國(guó)活性炭標(biāo)準(zhǔn)采用美國(guó)ASTM和日本JIS標(biāo)準(zhǔn)的程度日益增強(qiáng)，但是與國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)化組織間的交往卻幾乎沒有。為了改變這種被動(dòng)局面，在標(biāo)準(zhǔn)制訂過(guò)程中，要指定專門的技術(shù)人員進(jìn)行跟蹤研究，高度關(guān)注并參與美國(guó)ASTM活性炭委員會(huì)（D-28）的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，建立伙伴和戰(zhàn)略性聯(lián)盟關(guān)系，在制訂我國(guó)活性炭標(biāo)準(zhǔn)時(shí)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)代表著世界所能夠達(dá)到的先進(jìn)水平和總體發(fā)展趨勢(shì)的要求，標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布在一定程度上起到無(wú)償轉(zhuǎn)讓和傳播先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的作用［4-6］。采用這些標(biāo)準(zhǔn)可以迅速提高本國(guó)的技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)力，盡快縮小同發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。作為發(fā)展中國(guó)家，由于科技水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，雖然還不能像發(fā)達(dá)國(guó)家那樣在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制訂方面產(chǎn)生很大的影響，但也要在積極采用先進(jìn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在提升自身的技術(shù)水平和管理水平的同時(shí)，發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，積極參加標(biāo)準(zhǔn)化工作的國(guó)際交流與合作以利于對(duì)外貿(mào)易、國(guó)際產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證和經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作，維護(hù)我國(guó)的合法權(quán)利。

評(píng)價(jià)活性炭吸附性能的方法很多，其中最直接、最常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)就是測(cè)定它對(duì)碘的吸附值（簡(jiǎn)稱碘值）［3］。無(wú)論是生產(chǎn)廠家還是用戶，都往往根據(jù)活性炭碘值的大小來(lái)判斷炭的活化程度高低和產(chǎn)品質(zhì)量好壞。但由于目前對(duì)活性炭碘值的檢測(cè)存在幾種不同版本的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家和活性炭用戶之間往往由于缺乏溝通而各自采用不同的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，其結(jié)果，就使彼此間測(cè)出的碘值存在較大差異，缺乏可比性。這不僅影響了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控，還經(jīng)常引起一些貿(mào)易糾紛，給客戶在選擇上帶來(lái)了麻煩。因此，全面了解碘值不同測(cè)試方法的內(nèi)容與它們之間的差異，找出適合中國(guó)國(guó)情的，統(tǒng)一的碘值測(cè)試方法是十分必要的［8-9］。

通過(guò)市場(chǎng)反饋目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的活性炭，很大一部分產(chǎn)品都是外銷產(chǎn)品，本區(qū)生產(chǎn)活性炭的廠家，均使用GB 7702.7-87標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定碘值，外銷的活性炭碘值的指標(biāo)均按ASTM D 4607-94（美國(guó)ASTM最新活性炭標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法）標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此需要尋求一種GB 7702.7-87標(biāo)準(zhǔn)與ASTM D 4607-94測(cè)定碘值的相關(guān)性的關(guān)系式。以便通過(guò)GB 7702.7-87標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定推算出ASTM D 4607-94的碘值。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1活性炭碘值的檢測(cè)方法

GB 7702.7-87：向一定質(zhì)量的試樣中加入定量碘液，充分振蕩吸附后，經(jīng)過(guò)濾，取濾液，然后用硫代硫酸鈉測(cè)定碘的剩余濃度，求出每克試樣吸附碘的毫克數(shù)，稱之為碘值［11］。

ASTM D 4607-94：本法基于測(cè)定一條三點(diǎn)式吸附等溫線（見AsTMD3860）。在規(guī)定條件下用三份不同質(zhì)量的活性炭處理標(biāo)準(zhǔn)碘溶液。過(guò)濾活性炭處理過(guò)的碘液，從濾液中分離出炭。用滴定法測(cè)定濾液中殘留的碘量。每份添加的炭量都按每克吸附的碘量求算。用獲得的數(shù)據(jù)繪制吸附等溫線。以0.02N的剩余碘濃度下每克炭吸附的碘量（以毫克計(jì)）為碘值［10］。

其反應(yīng)式為：

雖然以上幾種標(biāo)準(zhǔn)給出的測(cè)試碘值的基本內(nèi)容相同，但在實(shí)驗(yàn)條件的規(guī)定上卻存在較大的差異，相關(guān)的比較（見表1）。

表1　活性炭碘值測(cè)試方法的比較

從表1所列出的情況看，2種碘值測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)在八個(gè)方面存在差異，其中最主要的差別是：是否做吸附等溫線、碘與碘化鉀的配比、試樣加入量的選擇。

1.2分別用國(guó)標(biāo)與美標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行碘值測(cè)定

1.2.1實(shí)驗(yàn)試劑（見表2、表3）

表2　GB 7702.7-87的試劑要求

表3　ASTM D 4607-94的試劑要求

1.2.2碘值測(cè)定（見表4）

表4　幾種活性炭樣品的碘值

表5　

2　結(jié)果與討論

通過(guò)對(duì)表4中10余種活性炭樣品所測(cè)的碘值結(jié)果進(jìn)行分析比較可以看出：由于所采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，幾乎每個(gè)樣品都有不同的測(cè)試結(jié)果。

對(duì)表5中的數(shù)據(jù)作圖（見圖1），其中用GB 7702.7 -87所測(cè)碘值作為橫坐標(biāo)，用ASTM D 4607-94所測(cè)碘值作為縱坐標(biāo)，對(duì)圖進(jìn)行分析可以得出GB7702.7-87與ASTM D 4607-94所測(cè)碘值之間的關(guān)系式為：

將10余種活性炭樣品所測(cè)的碘值結(jié)果代入所得關(guān)系式（1）進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證分析，所得結(jié)果（見表2），從而得出修正公式為：

經(jīng)過(guò)本實(shí)驗(yàn)的研究分析及探討驗(yàn)證，找到了國(guó)標(biāo)與美標(biāo)測(cè)定碘值的相關(guān)性方程y=-16 607.9+56.297x-0.061x2+2.25E-5x3-0.214x以及其修正公式，從而就找到了兩種標(biāo)準(zhǔn)之間的相關(guān)性，代入初始值經(jīng)過(guò)驗(yàn)證可以看出其相對(duì)偏差在0.45%，在工業(yè)上此偏差范圍是允許的，所以次相關(guān)性方程適用于生產(chǎn)，可以通過(guò)GB 7702.7-87標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定推算出ASTM D 4607-94的碘值。

圖1　

3　應(yīng)用

為了讓其更具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值，最后將其進(jìn)行了編程，做成一個(gè)可以實(shí)際使用的軟件，這樣就能更加方便、快捷的進(jìn)行換算。程序的示意圖（見圖2）。

圖2　程序示意圖

［1］HsuLY，TengH.Influence of difference chemical reagents on tpreparation of activated carbons from bituminous coal［J］. Fuel PrTech，2000，64（2）：155.

［2］應(yīng)維琪，常啟剛，張巍，蔣文新.簡(jiǎn)易水處理活性炭的選擇和應(yīng)用方法［J］.環(huán)境污染與防治，2005，（6）：430-431.

［3］王鵬，張海祿.表面化學(xué)改性吸附用活性炭的研究進(jìn)展［J］.炭素技術(shù)，2003，（3）：23-28.

［4］高德霖.活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)與吸附性能［J］.化學(xué)工業(yè)與工程，1990，7（3）：48-54.

［5］李毅鵬．活性炭的表面化學(xué)與表面改性［J］．西北煤炭，2004，2（4）：9-10．

［6］范延臻，王寶貞，王琳，余敏.改性活性炭的表面特性及其對(duì)金屬離子的吸附性能［J］.環(huán)境化學(xué)，2001，（5）：437-443.

［7］王金玉.日本標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略及其實(shí)施動(dòng)向［J］.世界標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量管理，2003，（1）：15-17.

［8］陳恒慶，等.世界標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略（上）［J］.冶金標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2003，41（2）：1-3.

［9］美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì).ASTMD4607-94.美國(guó)ASTM最新活性炭標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法.山西：山西新華化工廠設(shè)計(jì)研究所技術(shù)情報(bào)室，1998-8.

［10］國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局.GB/7702.7-87.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988-02-01.

The determination of iodine value of activated carbon-related research between American standard and national standard

ZHA Chunmei1，CHANG Longfei2，HU Qilin3
（1.Department of Petrochemical Engineering，Yinchuan Energy Institute，Yinchuan Ningxia 750105，China；2.Ningxia Petrochemical Industry Application Magazine Co.，Ltd.，Yinchuan Ningxia 750001，China；3.College of Chemistry and Chemical Engineering，Ningxia University，Yinchuan Ningxia 750021，China）

This paper，selected several activated carbon samples，according to GB 7702.7-87 and ASTM D 4607-94 standard iodine value measure to detect iodine value of sample.Iodine value of the sample analysis of statistical probability，the establishment of GB 7702.7-87 standard and ASTM D 4607-94 and the relevance of the relationship between the type.And the relevance of the relationship between the test and verification.

activated carbon；standard；iodine value；relation

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.07.021

TQ424.1

A

1673-5285（2015）07-0088-04

2015－05-19

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：21266025；銀川能源學(xué)院（銀川大學(xué)）科研項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2013-KY-Z-04。

查春梅，女（1985-），碩士研究生，主要從事化學(xué)工程與工藝方面的研究工作，郵箱：469641339@qq.com。