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活(huo)性炭是(shi)一(yi)種(zhong)經(jing)特殊處(chu)理(li)的炭(tan),將有機(ji)原(yuan)料(果(guo)殼、煤(mei)、木材等)在隔絕空氣的條(tiao)件下加熱,以減(jian)少非(fei)碳成(cheng)分(此過程稱為(wei)炭化(hua)),然後與氣體反應,表麵被(bei)侵(qin)蝕,產生(sheng)微(wei)孔(kong)發達(da)的結(jie)構(gou) (此過程(cheng)稱(cheng)為活化)。由(you)於活化的過(guo)程是一個微觀(guan)過程,即(ji)大量的分子碳(tan)化物(wu)表麵侵蝕(shi)是點(dian)狀(zhuang)侵蝕 ,所以造成了活性炭表麵具有無(wu)數細(xi)小孔隙(xi)。活性炭表(biao)麵的微孔直(zhi)徑大多(duo)在(zai)2~50nm之(zhi)間,即使是少(shao)量(liang)的(de)活性炭,也(ye)有巨大的表麵積(ji),每克(ke)活性(xing)炭的表麵(mian)積為500~1500m2,活性炭的一切應(ying)用(yong),幾(ji)乎都(dou)基於活性炭的這一特點。
活性炭是由木質、煤質和石(shi)油(you)焦(jiao)等含碳的原料經熱解、活化加(jia)工製備而成,具有發(fa)達的孔隙結構、較(jiao)大的比表麵積和(he)豐(feng)富(fu)的表麵化學基團,特異性吸(xi)附(fu)能力(li)較強(qiang)的炭材料的統(tong)稱。
活性炭
通(tong)常(chang)為粉狀或粒狀具(ju)有很(hen)強吸附能力的多孔無定形(xing)炭。由固態碳質物(如煤、木(mu)料、硬果殼(ke)、果核、樹脂(zhi)等(deng))在隔(ge)絕空(kong)氣(qi)條件下經600~900℃高溫(wen)炭化,然(ran)後在400~900℃條件下用空氣、二氧化碳、水(shui)蒸(zheng)氣或三(san)者的混(hun)合氣體進行氧化活化後(hou)獲(huo)得。
炭化使(shi)碳以外的物質(zhi)揮(hui)發,氧化活化可進(jin)一步去(qu)掉殘(can)留的揮發物質,產生新(xin)的和擴(kuo)大原有的孔隙,改善(shan)微孔結構,增加活性。低(di)溫(400℃)活化的炭稱L-炭,高(gao)溫(900℃)活化的炭稱H-炭。H-炭必須(xu)在惰性氣氛中冷卻,否(fou)則會轉變(bian)為L-炭。活性炭的吸附性能與氧(yang)化活化時(shi)氣體的化學性質及(ji)其濃度、活化溫度、活化程度(du)、活性炭中(zhong)無機物組成及其(qi)含量等因素(su)有關,主(zhu)要(yao)取決於(yu)活化氣體性質及活化溫度。
活性炭的含(han)炭量、比表麵積、灰(hui)分含量及其水懸(xuan)浮液的pH值皆隨活化溫度的提(ti)高而增大。活化溫度愈高,殘留的揮發物質揮發愈(yu)完全,微孔結構愈發達,比表麵積和吸附活性愈大(da)。
活性炭中的灰分組成及其含量對(dui)炭的吸附活性有很大影響(xiang)。灰分(fen)主要由K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等組(zu)成,灰分含量與製取活性炭的原料(liao)有關(guan),而且(qie),隨(sui)炭中揮發物的去除(chu),炭中的灰分含量增(zeng)大。
截(jie)止(zhi)2007年,活性炭年產量達900kt,其中煤基(ji)(質)活性炭占(zhan)總(zong)產量的2/3以上;