活性炭

活性炭是一种非很 性吸附剂。外观为暗黑色，有粒状和粉状两种，目前工业上大量采用的是粒状活性炭。活性炭主要成分除碳以外，还含有少量的氧、氢、硫等元素，以及水份、灰份；它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸，强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。

活性炭可用动植物(如木材、锯木屑、木炭、椰子壳、脱脂牛骨)、煤(如泥煤、褐煤、沥青煤、无烟煤)、石油(石油残渣、石油焦)、纸浆废液、废合成树脂及其它有机残物等作原料制作。原料经粉碎及加粘合剂成型后，经加热脱水(120～130℃)、炭化(170～600℃)、活化(700～900℃)而制得。在供应过程中，活化是关键，有药剂活化(化学活化)和气体活化(物理活化)两类方法。药剂活化法是把原料与适当的药剂，如ZnCl₂、H₂SO₄、H₃PO₄、碱式碳酸盐等混合，再升温炭化和活化。由于ZnCl₂等的脱水作用，原料里的氢和氧主要以水蒸气的形式放出，形成了多孔性结构发达的炭。该烧成物中含有相当多的ZnCl₂，因此要加HCl以回收ZnCl₂，同时除去可溶性盐类。与气体活化法相比，ZnCl₂法的固碳率高，成本较低，几乎被用在所有粉状活性炭的供应上。气体活化法是把成型后的炭化物在高温下与CO₂、水蒸气、空气、C1₂及类似气体接触，利用这些活化气体进行碳的氧化反应(水煤气反应)，并除去挥发件有机物，使微孔更加发达。活化温度对活性炭吸附性能影响很大，当温度在1150℃以下时，升温可使吸附容量增加，而温度超过1150℃时，升温反而不利。

活性炭种类很多，可以根据原料、活化方法、形状及用途来分类和选择。

与其它吸附剂相比，活性炭具有巨大的比表面积和特别发达的微孔。通常活性炭的比表面积高达500～1700m²/g，这是活件炭吸附能力强，吸附容量大的主要原因。当然，比表面积相同的炭，对同一物质的吸附容量有时也不同，这与活性炭的内孔结构和分布以及表面化学性质有关。一般活性炭的微孔容积约为0.15～0.9mL/g，表面积占总表面积的95%以上；过渡孔容积约为0.02～0.1mL/g，除特殊活化方法外，表面积不超过总表面积的5%；大孔容积约为0.2～0.5mL/g，而表面积仅为0.2～0.5m²/g。在液相吸附时，吸附质分子直径较大，如着色成分的分于直径多在3×10^-9m以上，这时微孔几乎不起作用，吸附容量主要取决于过渡孔。

活性炭的吸附以物理吸附为主，但由于表面氧化物存在，也进行一些化学选择性吸附。如果在活性炭中渗入一些具有催化作用的金属离子(如渗银)可以改善处理效果。

活性炭是目前废水处理中普遍采用的吸附剂。其中粒状炭因工艺简单，操作方便，用量较大。国外使用的粒状炭多为煤质或果壳质无定型炭，国内多用柱状煤质炭。

国产活性炭型号命名已有国家标准GBl2495－90，规定用大写汉语拼音字母和一组或二组阿拉伯数字表示。如MWYl5表示煤质原料，经物理活化，直径为1.5mm的圆柱状活性炭。

纤维活性炭是一种新型*吸附材料。它是有机炭纤维经活化处理后形成的。具有发达的微孔结构，巨大的比表面积，以及众多的官能团，因此，吸附性能大大超过目前普通的活性炭。