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活性(xing)炭是一種經特(te)殊(shu)處理的(de)炭,將有機(ji)原料(liao)(果殼、煤、木(mu)材等)在(zai)隔(ge)絕空(kong)氣(qi)的條(tiao)件下加熱,以(yi)減少(shao)非碳(tan)成(cheng)分(fen)(此(ci)過(guo)程稱(cheng)為(wei)炭(tan)化),然(ran)後與氣體反應(ying),表(biao)麵被(bei)侵(qin)蝕,產生(sheng)微(wei)孔(kong)發(fa)達(da)的結構 (此過程(cheng)稱為活(huo)化)。由於活化的過程是一(yi)個(ge)微觀(guan)過程,即(ji)大(da)量的分子(zi)碳化物表麵侵蝕是點(dian)狀(zhuang)侵蝕 ,所以造成了活性炭表麵具(ju)有無(wu)數(shu)細(xi)小孔隙。活性炭表麵的微孔直徑(jing)大多(duo)在2~50nm之間(jian),即使(shi)是(shi)少量(liang)的活性炭,也(ye)有巨(ju)大的表麵(mian)積(ji),每(mei)克(ke)活性炭的表麵積為500~1500m2,活性炭的一切應用,幾乎(hu)都基(ji)於(yu)活性炭的這一特點。
活性炭是由木質、煤(mei)質(zhi)和(he)石(shi)油焦等(deng)含(han)碳的原(yuan)料經熱解(jie)、活化加工製(zhi)備(bei)而(er)成,具有發達的孔隙結構、較(jiao)大的比表麵積和豐(feng)富的表麵化學(xue)基團(tuan),特異(yi)性吸附能力(li)較強(qiang)的炭材(cai)料的統稱。
活性炭
通(tong)常(chang)為粉(fen)狀或(huo)粒(li)狀具有很強吸附能力的多孔無定形炭。由固態(tai)碳質物(如煤、木料、硬果殼(ke)、果核、樹(shu)脂(zhi)等)在隔絕空氣條件下經600~900℃高(gao)溫(wen)炭化,然後在400~900℃條件下用空氣、二(er)氧化碳、水(shui)蒸(zheng)氣或三(san)者的混合(he)氣體(ti)進行(xing)氧化活化後(hou)獲得(de)。
炭化使碳以外(wai)的物(wu)質揮發,氧化活化可(ke)進(jin)一步去掉殘留(liu)的揮發物質,產生新的和擴(kuo)大原有的孔隙,改善(shan)微孔結(jie)構,增(zeng)加(jia)活性。低(di)溫(400℃)活化的炭稱L-炭,高溫(900℃)活化的炭稱H-炭。H-炭必(bi)須(xu)在惰(duo)性氣氛(fen)中冷卻,否(fou)則會轉變(bian)為L-炭。活性炭的吸附(fu)性能與(yu)氧化活化時(shi)氣體的化學性質及其(qi)濃(nong)度、活化溫度(du)、活化程度、活性炭中無機物組成及(ji)其含量等因(yin)素有關,主要(yao)取決於活化氣體性質及活化溫度(du)。
活性炭的含炭量、比(bi)表麵積、灰分含量及其水懸浮液的pH值(zhi)皆隨活化溫度的提高而增大。活化溫度愈(yu)高,殘留的揮發物質揮發愈完(wan)全,微孔結構愈發達,比(bi)表麵積和吸附活性愈大。
活性炭中的灰分組成及其含量對(dui)炭的吸(xi)附活性有很大影響(xiang)。灰(hui)分主(zhu)要由(you)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有關,而且(qie),隨炭中(zhong)揮發物的去除,炭中的灰分含量增大。
截止2007年(nian),活性炭年(nian)產量達900kt,其中煤基(質)活性炭占總產量的2/3以上(shang);