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活(huo)性(xing)炭(tan)是(shi)一(yi)種(zhong)經特殊處理的炭,將(jiang)有機原(yuan)料(liao)(果殼(ke)、煤、木材(cai)等)在隔絕空氣的條件下加(jia)熱(re),以減少(shao)非碳(tan)成分(此(ci)過程稱為炭化(hua)),然(ran)後與氣(qi)體反應,表麵(mian)被(bei)侵(qin)蝕,產生微(wei)孔(kong)發達的結(jie)構(gou) (此過程(cheng)稱為(wei)活化)。由(you)於活化的(de)過程是一個微觀(guan)過(guo)程,即大(da)量(liang)的分子碳化物表(biao)麵侵蝕(shi)是點狀侵蝕 ,所以造(zao)成(cheng)了(le)活性炭表麵具有(you)無數細小孔隙(xi)。活性炭表麵的微孔直徑(jing)大多(duo)在2~50nm之間(jian),即(ji)使(shi)是少量的活性炭,也(ye)有巨(ju)大的表麵積(ji),每(mei)克活性炭的表麵積為500~1500m2,活性炭的一切應(ying)用,幾(ji)乎都(dou)基(ji)於活性炭的這(zhe)一特(te)點(dian)。
活性炭是由木質(zhi)、煤質和(he)石(shi)油(you)焦(jiao)等含碳的原料經熱解(jie)、活化加工製備而成,具(ju)有發達的孔隙結構、較大的比(bi)表麵積和豐(feng)富(fu)的表麵化學(xue)基團,特異(yi)性吸(xi)附(fu)能力較強(qiang)的炭材料的統(tong)稱(cheng)。
活性炭
通常(chang)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(ding)形炭。由固態(tai)碳質物(wu)(如(ru)煤、木(mu)料、硬果(guo)殼、果核(he)、樹(shu)脂(zhi)等)在(zai)隔(ge)絕空氣條件下(xia)經600~900℃高溫炭化,然後在400~900℃條件下用空氣、二(er)氧(yang)化碳、水蒸氣或三(san)者(zhe)的混合氣體(ti)進行(xing)氧化活化後(hou)獲(huo)得。
炭化使碳以外(wai)的物質揮(hui)發(fa),氧化活化可(ke)進一步去(qu)掉(diao)殘(can)留(liu)的揮發物質,產生新(xin)的和擴大原有的孔隙,改善微孔結構,增(zeng)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-炭必須在惰(duo)性氣氛中冷(leng)卻,否則會(hui)轉(zhuan)變為L-炭。活性炭的吸附性能與氧化活化時氣體的化學性質及其濃(nong)度、活化溫度、活化程度(du)、活性炭中(zhong)無(wu)機物組(zu)成及其含量等(deng)因(yin)素(su)有關,主(zhu)要取決於(yu)活化氣體性質及(ji)活化溫度。
活性炭的含(han)炭量、比表麵積、灰(hui)分含量及其(qi)水(shui)懸(xuan)浮液(ye)的pH值(zhi)皆(jie)隨(sui)活化溫度的提高(gao)而(er)增大。活化溫度愈高,殘留的揮發物質揮發愈(yu)完全(quan),微孔結構愈發達(da),比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響(xiang)。灰分(fen)主要由K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等組成,灰分含量與製(zhi)取(qu)活性炭的原料有關(guan),而且(qie),隨炭中揮發物的去除,炭中的灰分含量增大。
截止2007年,活性炭年產量達900kt,其中煤基(質)活性炭占總(zong)產量的2/3以(yi)上(shang);