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活(huo)性(xing)炭是(shi)一(yi)種經特(te)殊(shu)處理的(de)炭(tan),將有機(ji)原料(liao)(果(guo)殼(ke)、煤(mei)、木(mu)材等)在(zai)隔絕(jue)空氣的條件下(xia)加熱,以減少(shao)非碳成(cheng)分(此過程稱為(wei)炭化),然後(hou)與(yu)氣體(ti)反應,表麵(mian)被(bei)侵(qin)蝕,產生(sheng)微(wei)孔發達的結(jie)構(gou) (此(ci)過程稱(cheng)為活化)。由(you)於活化的過程(cheng)是一個微觀(guan)過程,即大(da)量的分(fen)子(zi)碳化物(wu)表麵侵蝕(shi)是點狀侵蝕 ,所以造成了活性炭表麵具有無(wu)數細(xi)小孔(kong)隙。活性炭表(biao)麵的微孔直徑(jing)大多在2~50nm之(zhi)間(jian),即使是少量(liang)的活性炭,也有巨大的表麵積,每(mei)克(ke)活性炭的表麵積為500~1500m2,活性炭的一切(qie)應(ying)用,幾(ji)乎(hu)都(dou)基(ji)於活性炭的這(zhe)一特點。
活性炭是由木質(zhi)、煤質和石(shi)油(you)焦等(deng)含(han)碳的原(yuan)料經熱解(jie)、活化加工製(zhi)備而(er)成,具(ju)有發(fa)達(da)的孔隙結構、較大的比(bi)表麵積和(he)豐(feng)富的表麵化學基團,特異性吸(xi)附能力(li)較(jiao)強(qiang)的炭材(cai)料的統稱。
活性炭
通常為粉(fen)狀(zhuang)或(huo)粒(li)狀具有很(hen)強吸附能(neng)力的多孔無定形炭。由固態(tai)碳(tan)質物(如煤、木料、硬果殼、果核、樹(shu)脂等)在隔絕空(kong)氣(qi)條(tiao)件下經600~900℃高溫(wen)炭化,然(ran)後在400~900℃條件下用空氣、二氧(yang)化碳、水蒸氣或三(san)者(zhe)的混(hun)合氣體進行氧化活化後獲(huo)得。
炭化使(shi)碳以外的物質揮發,氧化活化可(ke)進(jin)一步(bu)去掉(diao)殘(can)留(liu)的揮發物質,產生新(xin)的和擴大原有的孔隙,改(gai)善微孔結構,增(zeng)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-炭必須(xu)在惰性氣氛(fen)中(zhong)冷卻(que),否則(ze)會(hui)轉變(bian)為L-炭。活性炭的吸附(fu)性能與氧化活化時氣體的化學性質及(ji)其(qi)濃(nong)度(du)、活化溫度、活化程度、活性炭中無機物組(zu)成及其含量等因素(su)有關,主要取決於活化氣體性質及活化溫度。
活性炭的含炭量、比表麵積(ji)、灰分含量及其水懸浮液(ye)的pH值皆(jie)隨(sui)活化溫度的提高(gao)而增大。活化溫度愈(yu)高,殘留的揮(hui)發物質揮發愈完全,微孔結構愈發達,比表麵積(ji)和吸附活性愈大。
活性炭中的灰分組成及其含量對(dui)炭的吸附活性有很大影(ying)響。灰(hui)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,而且(qie),隨炭中揮發物的去(qu)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(zong)產量的2/3以上;