活性炭是由木質、煤質和石油焦等(děng)含碳的(de)原料經熱解、活化加工製備而成,具有發達的孔隙結(jié)構、較大的比(bǐ)表麵積和豐富的表麵化(huà)學基團,特異性吸附能力較強(qiáng)的炭材料的(de)統稱。
將有機原料(果(guǒ)殼、煤、木(mù)材等)在隔絕(jué)空氣的條件下加熱,以減少非碳(tàn)成分(此過程稱為炭化);然後與氣體反應(yīng),表麵被侵蝕,產生微孔發(fā)達的結(jié)構(此過程稱為活化)。由(yóu)於活化的過程是一個(gè)微(wēi)觀過程,即大量的分子碳化物表麵侵蝕是點狀侵蝕,所以造成(chéng)了活性炭表(biǎo)麵(miàn)具有無數細小孔隙。由於活化的過(guò)程(chéng)是一個微觀過程,即大量的分子碳化物表麵(miàn)侵蝕是點狀(zhuàng)侵蝕,所以造成了活性炭表麵具有(yǒu)無數細小孔隙。活性炭表麵(miàn)的微孔直徑大多在2~50nm之(zhī)間,即使是少量的活性炭,也有(yǒu)巨大的(de)表(biǎo)麵積(jī),其高度發達的孔隙構造,為其提供了巨大的(de)表麵積,每(měi)克活性炭的表麵積為500~1500m²,而活性炭的一切(qiē)應用,幾乎都(dōu)基(jī)於活性炭的這一特點。
作為優良的吸附劑、催化劑或催化劑載體,現在活性(xìng)炭廣泛應用於飲(yǐn)用水、汙水處理、化工(gōng)、電力、空氣淨化、食品、製藥等眾多領域。今天為大家簡單介紹一下活性炭的相關知識。
活性炭的(de)分(fèn)類方式

國內通常將活性炭按照兩部分進行分類:
活性炭按(àn)常見(jiàn)產品形狀分為:粉狀顆(kē)粒活性炭、球(qiú)形顆粒活(huó)性炭、破碎顆粒活性炭、柱狀(zhuàng)顆粒活性炭等(děng)。
活性炭按製造使用的主要原材料(liào)分為:煤質(zhì)活性(xìng)炭、木質(zhì)活性(xìng)炭,以及一種被廣泛(fàn)用於水處理領域的木(mù)質活性炭—椰殼活性炭,下(xià)麵為大家重點介紹這一部分。
01
煤質活性炭(tàn)
原材料和製造工藝:煤質活性炭是優質無煙煤經過(guò)炭化→冷卻→活化→洗滌等一係列(liè)工序研製而成。
主要特性:外觀普遍為黑色圓柱狀活性炭,不(bú)定形煤質顆粒活性炭,又稱破碎炭。圓柱形活性炭又稱柱狀炭,一般由粉狀原料和粘結劑經混(hún)捏、擠壓成型再經炭化、活化等工序製成;也可以用粉狀活性炭(tàn)加粘結劑擠壓成(chéng)型。
優點:煤質顆粒活性炭強度高、孔隙發達、比表麵積大,具有發達的孔隙結構,良好的(de)吸附性能,機械強度高,易反複再生,造價低等特(tè)點。
應用:用於有(yǒu)毒氣體的淨化,廢氣處(chù)理,工業和生活用水(shuǐ)的(de)淨化處理,溶劑回收等方麵。
02
木質(zhì)活性炭(tàn)
原材料和製造(zào)工藝:木質(zhì)活(huó)性炭是以優質的薪材、木(mù)屑、木塊(kuài)、椰殼、果殼等為原材料,經過高溫碳化,活化等工序進行加工(gōng)生產而成(chéng)。
主要特性:使用壽命長,高吸附性和脫附性,孔隙結構和(hé)比表麵積更發達,吸附容量大,過(guò)濾速度(dù)快。高強(qiáng)度低灰分,孔徑分布合理。
優點:具有比(bǐ)表麵積大,活(huó)性高,微(wēi)孔(kǒng)發達(dá),脫色力強,孔隙結構較大等特點。孔隙結構大,能有效去除水體中的濁(zhuó)度等和吸附較大的各種雜質。
應用:飲用水,工業用水(shuǐ)和廢水(shuǐ)的深度淨化和各種氣體的分離、提純、淨化;有機溶劑回收;製糖、味精、醫藥、酒(jiǔ)類、飲料的脫(tuō)色除臭等。
03
椰殼活性炭
原材(cái)料和製造工藝:椰殼活性炭,也(yě)屬於木質活性炭的一(yī)種(zhǒng),以(yǐ)優質椰子殼為原料,經炭化、活化(huà)等一係列生產(chǎn)工藝精加工而成。
主要特性:椰殼活性炭外觀為黑色(sè),顆粒狀,具(jù)有(yǒu)孔隙發達、吸附(fù)性能好、強度高、易再生、經濟耐用(yòng)等優點,但是因為椰殼產地等問題,價格高於常規木質活性炭。
優點:孔隙結構發達,比表麵(miàn)積大,吸附能力強(qiáng),機械強度高,濾層阻力小過濾速度快,化學性能(néng)穩定,使用壽命長。
應用:主要用於飲用水、純(chún)淨水、製酒、飲料、工業汙水(shuǐ)的淨化、脫色、脫氯、除臭;也可用於煉油行(háng)業的脫硫醇等。
活性炭的選用
01
吸附能力指標(biāo):碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附(fù)值(zhí)、四氯化碳吸附值
以上三項指標越高,活性炭的吸(xī)附能力越強。其中碘吸附值用(yòng)來表示活性炭對液體物質的吸附能力(lì),四氯化碳吸附值用來表示活性炭對氣體物質的吸附能力(lì),亞甲藍吸附值是用來(lái)表(biǎo)示活性炭脫色能力的。這三種指標越高,表明活性炭的吸附能力越強。
通常(cháng)來說,活性炭的碘值(碘吸附值)範圍在400-1300mg/g。而椰殼活性炭的綜合使用效果較好,被廣泛應用於對水質要求嚴格(gé)的(de)水處理的原(yuán)水處理中(zhōng)。
02
體積(jī)大小:
活性炭的吸附性能,起決(jué)定因素的是活性炭的(de)孔隙結構,孔隙越多,活性炭(tàn)越酥鬆,相對密度也就會越輕,因此優質活(huó)性炭手感上(shàng)會比較輕。所以在同等重量包裝的(de)情況下,性能(néng)好的活(huó)性(xìng)炭會比劣質活性炭具有更大的體積。
03
看氣泡:
將一小把活性(xìng)炭投入水中,產生一(yī)連串的極為細小的氣泡,拉出一條氣泡線,同時會發出絲絲(sī)的氣泡聲,這種現象發生得越猛烈,持續時間越長(zhǎng),證明活性炭的吸附性能越好。
04
脫色能力(lì):
活性炭吸附能力的另一個表現就是脫色能力(lì),活性炭具有能將有色液體變成淺色(sè)或無色的神奇能力(lì),這是因為活性炭吸附了有(yǒu)色液體裏的色素分子的原因造成的。在同等條件下,脫色效果越強說明活性炭吸附性越好。
活性炭的種類很多,不同種類的活性炭有其不同的特點和優勢,選擇(zé)時應綜合考(kǎo)慮成本及使用環境。