活性炭是一種含碳材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素材料，是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體。活性炭按原料來源可分為：木質(zhì)活性炭、果殼活性炭、獸骨/血活性炭、礦物原料活性炭、合成樹脂活性炭、橡膠/塑料活性炭、再生活性炭等；活性炭按外觀形態(tài)可分為：粉狀、顆粒狀、不規(guī)則顆粒狀、圓柱形、球形和纖維狀等。活性炭的應(yīng)用極其廣泛，其用途幾乎涉及所有的國民經(jīng)濟(jì)部門和人們?nèi)粘Ｉ�，如水質(zhì)凈化、黃金提取、糖液脫色、藥品針劑提煉、血液凈化、空氣凈化、人體安全防護(hù)等。
一、吸附分離原理* n4 p
在兩相介面上，一相中的物質(zhì)或溶解在其中的溶質(zhì)向另一相轉(zhuǎn)移和積聚，使兩相中物質(zhì)濃度發(fā)生變化的過程稱為吸附過程，既可以生在液固介面，也可以發(fā)生在氣固介面上。能夠?qū)⑵渌锵嘀械哪骋唤M分有選擇性地富集到自身表面的物質(zhì)稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)為吸附質(zhì)。所謂介面，通俗地講也就是表面，因此，吸附其實(shí)可以看成一種表面現(xiàn)象，吸附劑的吸附性能與其表面特性有密切的關(guān)系。如比表面積。比表面積越大，吸附能力越強(qiáng)，通常比表面積隨物質(zhì)多孔性的增大而增大。/ `- T4 s k* Y7 w- Z: |
典型的吸附分離過程包含四個(gè)步驟：首先，將待分離的料液（或氣體）通入吸附劑中；其次，吸附質(zhì)被吸附到吸附劑表面，此時(shí)吸附是有選擇性的；第三，料液流出；第四，吸附質(zhì)解吸回收后，將吸附劑再生。 根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)之間存在的吸附力性質(zhì)的不同，可將吸附分為成物理吸附、化學(xué)吸附和交換吸附三種類型。
二、活性炭的制造
活性炭作為一種價(jià)廉易得的固體吸附劑，在實(shí)際生產(chǎn)生活中均得到廣泛應(yīng)用。9 e9 P, R. T1 F# I
活性炭是用含碳為主的物質(zhì)，如煤、木屑、果殼以及含堿的有機(jī)廢渣等作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。其制造過程大致分為三步：( p( l9 C" a( c( P
1、干燥：原料在120～130℃情況下脫水。2、炭化：加熱溫度在170℃以上時(shí)，原料中有機(jī)物開始分解，到400～600℃時(shí)炭化分解完畢。3、活化：原料中的有機(jī)物炭化后，殘圖在炭基本結(jié)構(gòu)的微孔中，使微孔堵塞。在高溫條件下通入活化氣，在缺氧情況下使殘留炭發(fā)生水煤氣反應(yīng)，使微孔擴(kuò)大，得到多孔結(jié)構(gòu)的活性炭。
三、活性炭的分類
由于原料來源、制造方法、外觀形狀和應(yīng)用場合不同，活性炭的種類（品種）很多，到目前為止尚無精確的統(tǒng)計(jì)材料，估計(jì)世界上活性炭品種不下千種。 3 v9 O+ k' X+ U7 B" v1 z
1.按原料來源分：v: R: I$ R3 E; u ~
1、木質(zhì)活性炭 5 2 、獸骨、血炭 3、 礦物質(zhì)原料活性炭$ W, 4、 其它原料的活性炭 5 再生活性炭 : Z; Z3 c" M& i' |+ i; Q7 B7 f
按活化控制方法分
1 化學(xué)法活性炭（化學(xué)炭）) ：2 物理法活性炭 3 化學(xué)--物理法或物理--化學(xué)法活性炭(
3.按外觀形狀分 1 ^5 Z9 [ Q1 M( s2 o7 u1 j: f
1 、粉狀活性炭 2 、顆粒活性炭、不定型顆粒活性炭 3、園柱形活性炭 4、球形活性炭 5、其它形狀的活性炭
4.按應(yīng)用場合分
前面已提及活性炭廣泛應(yīng)用于幾乎所有國民經(jīng)濟(jì)部門和人們的日常生活，正因?yàn)槿绱�，按活性炭�?yīng)用場合進(jìn)行分類是很困難的，問題在于同一種活性炭可以應(yīng)用于多種場合，而某種場合又可以用多種活性炭達(dá)到相同的目的。人們往往是由應(yīng)用來獲得對活性炭的認(rèn)識的，所以往往在活性炭詞語前冠以×××活性炭，這也成為約定俗成的活性炭的模糊分類方法，如糖用活性炭、針劑活性炭、味精活性炭、凈水活性炭等等。
四、活性炭的特性
活性炭在制造過程中，揮發(fā)性有機(jī)物去除后，晶格間生成的空隙形成許多形狀和大小不同的細(xì)孔。這些細(xì)孔壁的總表面積(即比表面積)一般高達(dá)500～1700m2/g，這就是活性炭吸附能力強(qiáng)、吸附容量大的主要原因。
細(xì)孔構(gòu)造隨原料、活化方法、活化條件不同而異，一般可以根據(jù)細(xì)孔半徑的大小分為3種：1、大微孔：半徑1000～100000Å；2、過渡孔：20～2000 Å；3、小微孔：約20 Å。8 |3 B3 E7 w* t t0 c* X8 D0 k
一般來說，以煤為原料制造的活性炭通常采用以水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w為介質(zhì)的物理法活化，產(chǎn)品的形狀以顆粒狀為主，其孔徑分布以微孔居多，更適合于吸附液相和氣相中分子量和分子直徑較小的物質(zhì)，吸附性能指標(biāo)通常以亞甲藍(lán)吸附值和碘吸附值表示。) P' X8
以木屑為原料制造的活性炭通常采取化學(xué)法活化，產(chǎn)品的形狀以粉狀為主，其孔徑分布可通過調(diào)節(jié)化學(xué)活化劑的配比來進(jìn)行控制，比較靈活，既可以制造出孔徑分布以微孔居多的產(chǎn)品，也可制造出孔徑分布中孔（過渡孔）占較大比例的產(chǎn)品，其中后者比較適合于吸附液相中分子量和分子直徑較大的物質(zhì)，吸附性能指標(biāo)以焦糖脫色率表示。: n. W4 Y8 y# r3 d& R% @ f
以果殼類為原料制造的活性炭通常采取以水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w為介質(zhì)的物理法活化，產(chǎn)品的形狀以顆粒狀為主，由于其特殊材質(zhì)的因素，其孔徑分布介于上述兩類活性炭之間，因此其應(yīng)用范圍更為廣泛，缺點(diǎn)是受國內(nèi)原材料的限制，成品較高。
五、活性炭的性能指標(biāo)' f. K) o/ A( o) j: j4 I7 K6 U9 g
活性炭產(chǎn)品的性能指標(biāo)可分為物理性能指標(biāo)、化學(xué)性能指標(biāo)、吸附性能指標(biāo)。三種性能指標(biāo)對活性炭的選擇和應(yīng)用都起到非常重要的作用。# h6 N/ K/ V- N3 ~
主要物理性能指標(biāo)有：形狀、外觀、比表面積、孔容積、比重、目數(shù)、粒度、耐磨強(qiáng)度、漂浮率等。
主要化學(xué)性能指標(biāo)有：PH值、灰分、水分、著火點(diǎn)、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸鹽、酸溶物、醇溶物、鐵含量、鋅含量、鉛含量、砷含量、鈣鎂含量、重金屬含量、磷酸鹽等。2 g1 G# C" B- v) R T2 X \
主要吸附性能指標(biāo)有：亞甲藍(lán)吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值、飽和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防護(hù)時(shí)間、ABS值等。
六、活性炭的吸附原理% J0 Q2 W2 S/ U9 h9 j C3 G
活性炭的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。
物理吸附主要發(fā)生在活性炭去除液相和氣相中雜質(zhì)的過程中�；钚蕴康亩嗫捉Y(jié)構(gòu)提供了大量的表面積，從而使其非常容易達(dá)到吸收收集雜質(zhì)的目的。就象磁力一樣，所有的分子之間都具有相互引力。正因?yàn)槿绱�，活性炭孔壁上的大量的分子可以產(chǎn)生強(qiáng)大的引力，從而達(dá)到將介質(zhì)中的雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。必須指出的是，這些被吸附的雜質(zhì)的分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑，這樣才可可能保證雜質(zhì)被吸收到孔徑中。這也就是為什么我們通過不斷地改變原材料和活化條件來創(chuàng)造具有不同的孔徑結(jié)構(gòu)的活性炭，從而適用于各種雜質(zhì)吸收的應(yīng)用。-豫鑫水處理
除了物理吸附之外，化學(xué)反應(yīng)也經(jīng)常發(fā)生在活性炭的表面�；钚蕴坎粌H含碳，而且在其表面含有少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)形式的氧和氫，例如羧基、羥基、酚類、內(nèi)脂類、醌類、醚類等。這些表面上含有地氧化物或絡(luò)合物可以與被吸附的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而與被吸附物質(zhì)結(jié)合聚集到活性炭的表面。; }, A/ m6 A+ u/ K/ b0 H% e
活性炭的吸附正是上述二種吸附綜合作用的結(jié)果。
當(dāng)活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等時(shí),即單位時(shí)間內(nèi)活性炭吸附的數(shù)量等于解吸的數(shù)量時(shí),此時(shí)被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度和在活性炭表面的濃度均不再變化,而達(dá)到了平衡,則此時(shí)的動平衡稱為活性炭吸附平衡,此時(shí)被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度稱為平衡濃度。-豫鑫水處理$
七、影響活性炭吸附性能的因素
1、操作不當(dāng)時(shí)，活性炭對制劑質(zhì)量的影響
2、 選擇的活性炭質(zhì)量達(dá)不到要求標(biāo)準(zhǔn)
3、 活性炭在使用之前未進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕罨幚?span id="rxjzzlh" class="jammer">. w%
4、 活性炭的用法對制劑質(zhì)量的影響: