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活(huo)性炭是一種(zhong)經特殊(shu)處(chu)理的炭(tan),將有機(ji)原料(果殼(ke)、煤(mei)、木(mu)材(cai)等(deng))在(zai)隔絕空氣的(de)條(tiao)件下加(jia)熱(re),以減少(shao)非碳(tan)成(cheng)分(fen)(此過程(cheng)稱為(wei)炭化),然(ran)後與氣(qi)體(ti)反(fan)應,表麵被侵蝕,產生微(wei)孔發(fa)達(da)的結(jie)構 (此過(guo)程稱(cheng)為活化)。由(you)於活化的過程是一個微觀過程,即大(da)量的分子碳化物(wu)表(biao)麵侵(qin)蝕是(shi)點狀(zhuang)侵蝕(shi) ,所以造成了(le)活性炭表麵具(ju)有無(wu)數(shu)細小(xiao)孔隙(xi)。活性炭表麵的微孔(kong)直徑大多在2~50nm之間,即使(shi)是少量的活性炭,也有巨(ju)大的表麵(mian)積,每克活性(xing)炭的表麵積為500~1500m2,活性炭的一(yi)切應用(yong),幾乎(hu)都基(ji)於(yu)活性炭的這(zhe)一特點(dian)。
活性炭是由木質(zhi)、煤質和石(shi)油焦(jiao)等含(han)碳的原料經熱解、活化加工製(zhi)備(bei)而(er)成,具有發達的孔隙結構(gou)、較(jiao)大的比(bi)表麵積(ji)和豐富的表麵化學(xue)基團,特異性吸附能(neng)力較強(qiang)的炭材料的統稱。
活性炭
通(tong)常為粉(fen)狀或(huo)粒(li)狀具有很強吸(xi)附能力的多(duo)孔無定(ding)形(xing)炭。由固態(tai)碳質物(如(ru)煤、木料(liao)、硬(ying)果(guo)殼、果核(he)、樹脂等)在隔(ge)絕(jue)空(kong)氣條件下經600~900℃高溫炭化,然後在400~900℃條件下(xia)用空氣、二(er)氧化碳、水(shui)蒸(zheng)氣或三(san)者(zhe)的混合氣體進行(xing)氧化活化後獲得。
炭化使碳以(yi)外的物質揮(hui)發,氧(yang)化活化可進(jin)一步(bu)去(qu)掉殘留(liu)的揮發物質,產生(sheng)新的和(he)擴(kuo)大原有的孔隙,改(gai)善(shan)微孔結構,增加活性。低(di)溫(wen)(400℃)活化的炭稱L-炭,高溫(900℃)活化的炭稱H-炭。H-炭必須(xu)在惰性氣氛(fen)中冷(leng)卻,否(fou)則會轉(zhuan)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(qi)濃(nong)度(du)、活化溫度、活化程度、活性炭中(zhong)無機物組(zu)成及其含量等因素有關,主要(yao)取(qu)決於活化氣體性質及活化溫度。
活性炭的含炭量、比表麵積、灰(hui)分含量及其水懸浮液的pH值皆(jie)隨活化溫度的提(ti)高(gao)而增(zeng)大。活化溫度愈(yu)高,殘(can)留的揮發物質揮發愈完(wan)全,微孔結構愈發達,比表麵積和吸附活性愈大。
活性炭中的灰分組成及其含量(liang)對(dui)炭的吸附(fu)活性有很大影響(xiang)。灰分主(zhu)要由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(zhan)總(zong)產量的2/3以上;