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活(huo)性炭是一種經特殊處理(li)的炭,將有機(ji)原(yuan)料(liao)(果殼、煤、木材(cai)等(deng))在隔(ge)絕(jue)空(kong)氣(qi)的(de)條(tiao)件下(xia)加熱,以(yi)減(jian)少(shao)非碳成(cheng)分(此過(guo)程(cheng)稱為炭(tan)化(hua)),然後(hou)與(yu)氣體(ti)反(fan)應,表麵被侵蝕,產生微孔發達(da)的結構 (此過程稱為(wei)活化)。由(you)於(yu)活化的過程是一(yi)個微觀過程,即(ji)大(da)量的分(fen)子(zi)碳(tan)化物(wu)表麵(mian)侵蝕是點(dian)狀侵蝕(shi) ,所以造(zao)成了(le)活性(xing)炭表麵具有無數細小孔(kong)隙(xi)。活性炭表(biao)麵的微孔直徑大多在2~50nm之間,即使(shi)是少量的活性炭,也有巨(ju)大的表麵積,每克(ke)活性炭的表麵積為500~1500m2,活性炭的一切應(ying)用,幾乎都(dou)基於活性炭的這(zhe)一特(te)點。
活性炭是(shi)由木(mu)質(zhi)、煤(mei)質和石油(you)焦等含(han)碳的原料經熱解、活化加工製(zhi)備(bei)而成,具有發達的孔隙結構(gou)、較(jiao)大的比表麵積和(he)豐富的表麵化學基(ji)團(tuan),特異(yi)性吸(xi)附(fu)能力較強的炭材料的統(tong)稱。
活性炭
通常(chang)為粉狀或粒(li)狀具(ju)有很強吸附能力的多(duo)孔無定形炭。由固(gu)態(tai)碳質物(如煤、木料、硬(ying)果殼(ke)、果核、樹脂等)在(zai)隔絕空氣條件下經600~900℃高(gao)溫炭化,然(ran)後在400~900℃條件下用空氣、二氧(yang)化碳、水蒸(zheng)氣或(huo)三(san)者的混(hun)合氣體進(jin)行氧化活化後獲(huo)得。
炭化使碳以外(wai)的物質揮發(fa),氧化活化可進一步去掉殘留的揮(hui)發物質,產生新的和擴(kuo)大原有的孔隙,改善微孔結構,增加活性。低溫(wen)(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,否則會轉(zhuan)變(bian)為L-炭。活性炭的吸附性能(neng)與氧化活化時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(zu)成及其含量等因(yin)素有關(guan),主要取決於活化氣體性質及活化溫度(du)。
活性炭的含炭量(liang)、比(bi)表麵積、灰分含量及(ji)其水懸浮(fu)液的pH值(zhi)皆隨(sui)活化溫度的提高而增大。活化溫度愈高,殘留(liu)的揮發物質揮發愈(yu)完全(quan),微(wei)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炭的吸附活性有很大影(ying)響。灰分主要由K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等組成,灰(hui)分含量與製取活性炭的原料有關,而(er)且,隨炭中揮發物的去(qu)除,炭中的灰分含量增大。
截止(zhi)2007年,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(shang);