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活(huo)性炭是一種(zhong)經特(te)殊(shu)處(chu)理的炭,將有機(ji)原料(果殼、煤(mei)、木(mu)材等)在(zai)隔(ge)絕(jue)空氣(qi)的條(tiao)件下(xia)加熱(re),以(yi)減少非(fei)碳(tan)成分(fen)(此過(guo)程稱為(wei)炭(tan)化),然(ran)後與(yu)氣體(ti)反(fan)應,表麵被(bei)侵(qin)蝕,產生(sheng)微孔(kong)發達的(de)結構(gou) (此(ci)過程稱(cheng)為活化)。由(you)於(yu)活化的過程是(shi)一個微(wei)觀(guan)過程(cheng),即(ji)大(da)量的分子碳化物表(biao)麵侵蝕(shi)是點(dian)狀侵蝕 ,所以造(zao)成了(le)活性(xing)炭表麵具有無數細小(xiao)孔隙。活性炭表麵(mian)的微孔直(zhi)徑(jing)大多在2~50nm之間(jian),即使是少量的活性炭,也(ye)有巨(ju)大的表麵積,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(hu)都基於活性炭的這(zhe)一特點。
活性炭是由木質(zhi)、煤質和石(shi)油焦等含碳的原(yuan)料經熱解、活化加工製(zhi)備而成,具有發(fa)達(da)的孔隙結構、較(jiao)大的比表麵積(ji)和(he)豐(feng)富(fu)的表麵化學(xue)基團(tuan),特異(yi)性吸(xi)附(fu)能力(li)較強(qiang)的炭材(cai)料(liao)的統稱。
活性炭
通(tong)常(chang)為粉(fen)狀(zhuang)或粒狀具有很強吸附能力的多孔無定形炭。由固態(tai)碳質物(wu)(如煤、木料、硬(ying)果殼(ke)、果(guo)核、樹脂(zhi)等(deng))在隔絕空氣條件下經600~900℃高(gao)溫炭化,然後在400~900℃條件下用(yong)空氣、二(er)氧(yang)化碳、水(shui)蒸氣或三(san)者的混合氣體進行氧化活化後(hou)獲得。
炭化使碳以外的物質揮發,氧化活化可進一(yi)步去(qu)掉(diao)殘留的揮(hui)發物質,產生新(xin)的和擴大原有的孔隙,改(gai)善微孔結(jie)構,增加(jia)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(bi)須在惰性氣氛(fen)中冷卻,否則(ze)會(hui)轉變(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(wu)機物組成(cheng)及其含量(liang)等因(yin)素有關,主要取(qu)決(jue)於活化氣體性質及活化溫度(du)。
活性炭的含炭量、比表麵積、灰分含(han)量及其水懸(xuan)浮液(ye)的pH值(zhi)皆(jie)隨活化溫度的提高而增大。活化溫度愈高,殘(can)留(liu)的揮發物質揮發愈完全(quan),微孔結構愈發達,比表麵積和吸附活性愈(yu)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,而且,隨炭中揮發物的去除(chu),炭中(zhong)的灰分含量增(zeng)大。
截(jie)止2007年(nian),活性炭年(nian)產量達900kt,其中煤基(質)活性炭占總產量的2/3以上;