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活(huo)性炭是一(yi)種(zhong)經特(te)殊處(chu)理(li)的炭(tan),將(jiang)有機(ji)原料(果(guo)殼、煤、木(mu)材等(deng))在(zai)隔(ge)絕空氣的條(tiao)件下加熱,以減少非(fei)碳成分(此(ci)過(guo)程稱(cheng)為炭化),然後(hou)與(yu)氣體反應,表(biao)麵被侵蝕(shi),產生(sheng)微(wei)孔發(fa)達的結(jie)構(gou) (此過程稱為(wei)活化)。由於(yu)活化的(de)過程是一個微觀(guan)過程(cheng),即大(da)量的分子碳化物表麵侵蝕是點狀(zhuang)侵(qin)蝕 ,所以造成(cheng)了(le)活性炭表麵(mian)具(ju)有無(wu)數細(xi)小孔(kong)隙。活性炭表麵的微孔直徑(jing)大多在2~50nm之間,即(ji)使是(shi)少量(liang)的活性炭,也有巨大的表麵積(ji),每克活性(xing)炭的表麵積為500~1500m2,活性炭的一切應(ying)用,幾乎都(dou)基於活性炭的這一特點。
活性炭是由(you)木質(zhi)、煤(mei)質和石(shi)油焦等含(han)碳(tan)的原料(liao)經(jing)熱解、活化加(jia)工製備而成,具有發達的孔隙(xi)結構、較(jiao)大的比(bi)表麵積和豐富的表麵化學基(ji)團,特異(yi)性吸(xi)附(fu)能(neng)力(li)較強(qiang)的炭材料的統(tong)稱。
活性炭
通常為粉(fen)狀或粒狀具有很(hen)強吸附能力的多孔無定(ding)形炭。由固態(tai)碳質物(wu)(如(ru)煤、木料、硬(ying)果殼(ke)、果核(he)、樹脂等)在隔絕空氣(qi)條件下(xia)經600~900℃高(gao)溫(wen)炭化,然(ran)後在400~900℃條件下用空(kong)氣、二(er)氧化碳、水(shui)蒸(zheng)氣或三(san)者(zhe)的混合氣體(ti)進行(xing)氧化活化後獲得。
炭化使碳以(yi)外的物質揮發,氧(yang)化活化可進一步去(qu)掉殘留(liu)的揮發物質,產生新的和(he)擴大原(yuan)有的孔隙,改(gai)善(shan)微孔結構,增(zeng)加活性。低溫(400℃)活化的炭稱L-炭,高溫(900℃)活化的炭稱H-炭。H-炭必須在惰(duo)性氣氛中冷(leng)卻,否(fou)則(ze)會轉變(bian)為L-炭。活性炭的吸附性能與氧化活化時氣體的化學(xue)性質及(ji)其濃度(du)、活化溫度、活化程度、活性炭中(zhong)無機物組成及其含量等因(yin)素有關,主要取決(jue)於活化氣體性質及活化溫度。
活性炭的含炭量、比表麵積、灰分含量及其水懸(xuan)浮(fu)液的pH值(zhi)皆(jie)隨活化溫度的提高而增大。活化溫度愈(yu)高,殘(can)留的揮發物質揮發愈完全,微孔結構愈發達,比表麵積和吸附活性愈大。
活性炭中的灰(hui)分組成及其(qi)含量對炭的吸附活性有很大影響(xiang)。灰分主(zhu)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(guan),而(er)且,隨炭中揮發物的去除(chu),炭中的灰分含量增大。
截(jie)止2007年(nian),活性炭年(nian)產量達900kt,其中煤基(質)活性炭占總(zong)產量的2/3以上;