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活(huo)性炭(tan)是一(yi)種(zhong)經特(te)殊處理的(de)炭,將有機(ji)原料(liao)(果殼、煤(mei)、木(mu)材等)在(zai)隔(ge)絕空(kong)氣的條(tiao)件下(xia)加(jia)熱,以(yi)減少(shao)非碳(tan)成分(此(ci)過(guo)程(cheng)稱(cheng)為炭化),然(ran)後(hou)與氣(qi)體反應(ying),表麵被(bei)侵(qin)蝕,產生(sheng)微孔發(fa)達的結構 (此過程稱為(wei)活化)。由(you)於活化的過程是一個微(wei)觀(guan)過程,即大(da)量的分(fen)子碳化物(wu)表(biao)麵侵蝕是點(dian)狀侵蝕 ,所以造成了(le)活性(xing)炭表麵具(ju)有無(wu)數細小孔隙。活性炭表麵(mian)的微孔直徑大多在2~50nm之間(jian),即使是(shi)少量的活性炭,也有巨(ju)大的表麵積(ji),每(mei)克(ke)活性炭的表麵積為500~1500m2,活性炭的一切應用,幾乎都基(ji)於(yu)活性炭的這一特點。
活性炭是由木質、煤質和(he)石油(you)焦等(deng)含(han)碳的原(yuan)料經熱解、活化加工製(zhi)備而(er)成,具有發達(da)的孔隙(xi)結(jie)構、較(jiao)大的比表麵積和豐富(fu)的表麵化學(xue)基團(tuan),特異性吸(xi)附能(neng)力(li)較強的炭材料的統(tong)稱。
活性炭
通常(chang)為粉狀(zhuang)或粒(li)狀具有很(hen)強(qiang)吸附(fu)能力的多(duo)孔(kong)無定(ding)形炭。由固(gu)態碳質物(如煤、木料、硬(ying)果(guo)殼、果核(he)、樹脂等)在隔絕空氣條件下經600~900℃高溫(wen)炭化,然後在400~900℃條件下用(yong)空氣、二(er)氧化碳、水(shui)蒸氣或(huo)三者(zhe)的混合(he)氣體(ti)進行氧(yang)化活化後獲(huo)得(de)。
炭化使(shi)碳以外(wai)的物質(zhi)揮(hui)發,氧化活化可進(jin)一步(bu)去(qu)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)微孔結構,增加活性。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)須在惰(duo)性氣氛(fen)中(zhong)冷(leng)卻(que),否則會(hui)轉變為L-炭。活性炭的吸附性能與氧化活化時(shi)氣體的化學性質及(ji)其濃度、活化溫度(du)、活化程度、活性炭中無機物組成及其(qi)含量(liang)等因素有關(guan),主(zhu)要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(hui)分含量及其水懸(xuan)浮(fu)液的pH值皆隨活化溫度的提高(gao)而增大。活化溫度愈高,殘留的揮發物質揮發愈完全(quan),微孔結構愈(yu)發達,比(bi)表麵積和吸附活性愈大。
活性炭中的灰分組成(cheng)及其含量對(dui)炭的吸附活性有很大影響(xiang)。灰分主要(yao)由K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等組成,灰分含量與製取活性炭的原料有關,而且(qie),隨炭中揮發物的去除,炭中的灰分含量增大。
截止(zhi)2007年(nian),活性炭年(nian)產量達900kt,其中煤基(質)活性炭占(zhan)總產量的2/3以上;