关于活性碳

关于活性炭~

一、活性炭的吸附性

活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、竹炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的，它的主要性质就是它的强吸附性。

　　二、容易被活性炭吸附的物质

1、分子结构芳香族化合物一般比脂肪族化合物容易被吸附。

2、界面张力（界面活性）使溶液表面张力显著减小的物质称为界面活性物质。当饱和脂肪酸或者乙醇溶于水时，水溶液的界面张力将随添加物碳量的增加，呈几何级数增加。根据吉布斯的吸附理论，越使溶液界面张力减小的物质越易被吸附。

3、溶解度活性炭是疏水性物质，因此，吸附物质的疏水性越强越易被吸附。脂肪酸的烷基越长，越具疏水性，越难溶于水，吸附性也随之增强。另外，将碳数相等的直链型醇、脂肪酸、酯等物质加以比较也可以发现，溶解度越低越容易被吸附。

4、离子性和极性在有机酸和胺类中，有的溶于水后呈弱酸性或者弱碱性。这类弱电解质的有机物，在处于非离解的分子状态时要比离子化状态时的吸附量大。

5、分子大小吸附量与分子量大小也有关系。分子量越大，吸附性越强。但吸附量过大时，在细孔内的扩散速度将会减慢。

6、将废水的pH值降低到2～3，再进行吸附，通常能增加有机物的去除率，这是因为pH值低时，废水中的有机酸形成离子的比例较小，故吸附量大。

7、浓度一般废水中有机物浓度增加，吸附量即呈指数函数而增加，但烷基苯磺酸的吸附量与浓度无关。

8、温度一般的水处理，温度的影响已小到可以忽落的程度。

9、共存物质有机物的吸附不会受天然水中所含无机离子共存的影响。

不能简单说成是网状结构,因为总体来说,它是一个疏松的多孔结构,应该是立体的,网给人的感觉是平面的.
至于原子结构,就是六边形结构,层状排列的.

活性炭 activated carbon
是一种黑色粉状，粒状或丸状的无定形具有多孔的碳，主要成分为碳，还含少量氧、氢、硫、氮、氯。也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层间不规则堆积。具有较大的表面积(500～1000米2/克)，有很强的吸附性能，能在它的表面上吸附气体、液体或胶态固体；对于气体、液体，吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。其吸附作用具有选择性，非极性物质比极性物质更易于吸附。在同一系列物质中，沸点越高的物质越容易被吸附，压强越大温度越低浓度越大，吸附量越大。反之，减压，升温有利于气体的解吸。常用于气体的吸附、分离和提纯，溶剂的回收，糖液、油脂、甘油、药物的脱色剂，饮用水及冰箱的除臭剂，防毒面具中的滤毒剂，还可用作催化剂或金属盐催化剂的载体。早期生产活性炭的原料为木材、硬果壳或兽骨，后来主要采用煤，经干馏、活化处理后得到活性碳生产方法有：①蒸汽、气体活化法。利用水蒸气或二氧化碳在850～900℃将碳活化。②化学活化法。利用活化剂放出的气体，或用活化剂浸渍原料，在高温处理后都可得到活性炭。

活性炭具有微晶结构，微晶排列完全不规则，晶体中有微孔（半径小于20〔埃〕＝10-10米）、过渡孔（半径20～1000）、大孔（半径 1000～100000），使它具有很大的内表面，比表面积为500～1700米2／克。这决定了活性炭具有良好的吸附性，可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污染物、色素等。工业上应用活性炭还要求机械强度大、耐磨性能好，它的结构力求稳定，吸附所需能量小，以有利于再生。活性炭用于油脂、饮料、食品、饮用水的脱色、脱味，气体分离、溶剂回收和空气调节，用作催化剂载体和防毒面具的吸附剂。

物理特性：
活性炭是一种多孔径的炭化物，有极丰富的孔隙构造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用藉物理及化学的吸咐力而成的,其外观色泽呈黑色。其成份除了主要的炭以外，还包含了少量的氢、氮、氧，其结构则外形似以一个六边形，由于不规则的六边形结构，确定了其多也体枳及高表面积的特点，每克的活性炭所具的有比表面相当于1000个平方米之多。

活性炭材质：
活性炭其主要是以含炭量较高的物质制成，如木材、煤、果壳、骨、石油残渣等。而以椰子壳为最常用的原料，在同等条件下，椰壳活性的活性质量及特其它特性是最好的，因其有最大的比表面。

活性炭的成本：
活性炭的成本如果按原料计算，最贵的属椰壳，其次是木质量和煤质，但活性炭的深加工层次可以很多，相同产品的深加工不同也会造成成本的很大差异，客户主要还是要根据自己的实际应用情况选择相对应的活性炭产品。

活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭按原料来源可分为：木质活性炭、果壳活性炭、兽骨/血活性炭、矿物原料活性炭、合成树脂活性炭、橡胶/塑料活性炭、再生活性炭等；活性炭按外观形态可分为：粉状、颗粒状、不规则颗粒状、圆柱形、球形和纤维状等。活性炭的应用极其广泛，其用途几乎涉及所有的国民经济部门和人们日常生活，如水质净化、黄金提取、糖液脱色、药品针剂提炼、血液净化、空气净化、人体安全防护等。
活性碳，是一种具有多孔结构和大的内部比表面积的材料。由于其大的比表面积、微孔结构、高的吸附能力和很高的表面活性而成为独特的多功能吸附剂，且其价廉易得，部分还可再生活化，同时它可有效去除废水、废气中的大部分有机物和某些无机物，所以它被世界各国广泛地应用于污水及废气的处理、空气净化、回收稀有金属及溶剂等环境保护和资源回收等领域。

活性碳分为粒状活性碳、粉末活性碳及活性碳纤维，但是由于粉末活性碳有二次污染且不能再生赋活而被限制利用 [2] 。

3.2 粒状活性碳（ GAC － granular activated carbon ）

GAC 的 85%~90% 用于水处理和气体吸附处理，它的粒径为 500 ～ 5000μm ， GAC 的孔结构一般是具有三分散态的孔分布 , 既具有按国际纯粹与应用化学会 (IUPAC) 分类的孔径大于 50 nm 的大孔 , 也有 2.0 ～ 50nm 的中孔（过渡孔）和小于 2.0nm 的微孔 [3] 。

由于 GAC 的孔状结构所致 , 它的吸附速度较慢 , 分离率不高 , 特别是它的物理形态使其在应用和操作上的有诸多不便 , 限制了 GAC 的应用范围 [4] 。

3.3 活性碳纤维（ ACF － activated carbon fiber ）

ACF 是继粉状与粒状活性碳之后的第三代活性碳产品 [3] 。 70 年代发展起来的活性碳纤维是随着碳纤维工业发展起来的一种新型，高效的吸附剂。

ACF 是多孔碳家族中具有独特性能的一员，与传统的粒状活性碳（ GAC ）相比， ACF 具有以下特点 [5] ：

① ACF 与 GAC 的孔结构有很大的差异，如图 1 和图 2 所示。 ACF 的孔分布基本上呈单分散态 , 主要由小于 2.0nm 的微孔组成 , 且孔口直接开口在纤维表面，其吸附质到达吸附位的扩散路径短 , 纤维直径细，故与被吸附物质的接触面积大，增加了吸附几率，且可均匀接触。

图 1 ACF 和 GAC 的孔结构模型

图 2 ACF 与 GAC 的孔径分布

图 2 中：

△ V/ △ logR— 每克吸附剂（ ACF/GAC ）中 , 吸附体积随孔半径变化的变化量。（ ml/g·? ）

② 比表面积大，最大可达 2500 ㎡ /g ，约是 GAC 的 10~100 倍；吸附容量大，约是 GAC 的 1.5~100 倍；吸附能力为 GAC 的 400 倍以上；吸附、脱附速度快， ACF 对气体的吸附数 10 秒至数分钟可达平衡。

③ 孔径分布范围窄，绝大多数孔径在 100? （ 1?=1×10 -10 m ）以下， GAC 的内部结构有微孔、过渡孔和大孔之分，而 ACF 的结构只有微孔及少量的过渡孔，没有大孔，并且孔径均匀，分布比较狭窄，为 0.1~1nm ，这是 ACF 吸附选择性较好的原因。

④ ACF 不仅对高浓度吸附质的吸附能力明显，对低浓度吸附质的吸附能力也特别优异，如当甲苯气体含量低到 10ppm （ 1ppm ＝ 1×10 -6 ，即百万分之一，以下同）以下时， ACF 还能对其吸附，而 GAC 必须高于 100ppm 时方能吸附 ;

⑤ 耐热、耐酸碱 ; 具有很强的氧化还原特性 , 可将高价金属离子还原为低价态 ;

⑥ 体积密度小 , 滤阻小 , 约是 GAC 的 1/3 [5] . 可吸附粘度较大的液体物质 , 且动力损耗小 . [12]

而且 ACF 易再生，工艺灵活性大（可制成纱、布、毡和纸等多种制品）；以及不易粉化和沉降等特征，这些特征有利于吸附和脱附，使得 ACF 对各种有机化合物具有较大的吸附量和较快的吸、脱附速度。

吸附剂的吸附性能由吸附剂的比表面积、吸附剂的孔隙直径来决定，其吸附性能的值 log[ （ C 0 － C ） /C] 可由下式计算求得 [6] ：

log[ （ C 0 － C ） /C]=0.0064S － 0.123D － 0.935

式中： C 0 — 初始浓度；

C— 平衡浓度；

S— 吸附剂的比表面积（㎡ /g ）；

D— 吸附剂的孔隙直径（ nm ）。

由上式可见，吸附剂的比表面积越大吸附能力也越大，吸附剂的孔隙直径越小具有的吸附能力越大。活性碳纤维最显著的特点是具有发达的比表面积（ 1000 ㎡ /g~3000 ㎡ /g ）和丰富的微孔，微孔的体积占总孔体积的 90% 以上，微孔直径约 10? （ 1?=1×10 -10 m ）左右，故其吸附能力大。它对硫醇类恶臭气味化合物及苯酚和亚甲基兰等离子具有特殊的吸附能力，且其表面具有疏水性，对水蒸气吸附亲和性小，对空气中的有害气体、臭气 , 特别是有机化合物具有较高的去除效率，适于吸附和脱附频繁的废水处理和空气净化等。 ACF 被认为是 21 世纪最优秀的环境材料之一 . 在气体和液体净化 , 有害气体及液体吸附处理等方面已得到广泛应用 [4] 。

ACF 是非常有发展前途的高效吸附材料，无论污染物质是微量级还是高浓度，都可采用 ACF 进行吸附处理，达到满意效果，在很多领域中都将取代粒状活性碳
活性碳和金刚石、石墨一样，是碳元素的一种同素异行体， 碳单质的一种存在形式，为蜂窝状结构，有许多小的晶体，作用机理为吸附，由于它的比表面积很大，有许多空隙、小孔，故具有较强的吸附能力，可以吸附色素、有毒气体和有毒物质，用于脱色，净化水、气体。可通过加热来解吸附 。

活性炭，一般用竹、木、果等含碳的物质为原料，在隔绝空气的情况下高温加热，并且不断地通入水蒸气，除去分解出来的水煤气、木焦油等有机物后得到。

什么是活性碳?
答: 普通的活性碳是经过特殊烧制工艺炭化的一种多孔径物质，有极丰富的孔隙构造和极大 的表面积，能吸附异味和有害气体，但不能分解。我们万利达也有个别机型用了活性碳，但 我们采用的是经过特殊处理的催化活性碳，不仅具有良好的物理吸附作用，还具有对污染物 的催化分解作用，不会形成二次污染。(跟光催化比还是有一个不足，时间久了还是要更换， 功能没有光催化那么全面。)
活性碳有一条很重要的物理性质就是有吸附性

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图们市14759805911： 什么叫活性炭活性炭的解释 ？
寇咸美林： 1、活性炭是一种经特殊处理的炭,将有机原料(果壳、煤、木材等)在隔绝空气的条件下加热,以减少非碳成分(此过程称为炭化),然后与气体反应,表面被侵蚀,产...

图们市14759805911： 活性炭的定义和性质是什么? - ？
寇咸美林： 活性炭是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳. 活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素.活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列,在交叉连接之间有细孔,在活化时会产生碳组织缺陷,因此它是一种多孔碳,堆积密度低,比表面积大. 活性...

图们市14759805911： 谁知道有关活性炭的知识 ？
寇咸美林： 活性炭---activated carbon 是一种黑色粉状,粒状或丸状的无定形具有多孔的碳,主要成分为碳,还含少量氧、氢、硫、氮、氯.也具有石墨那样的精细结构,只是晶粒较...

图们市14759805911： 家里放活性炭注意事项 ？
寇咸美林： 1、使用时要去除粉尘,不然黑色粉尘会影响水质清洁度,最好不要直接用自来水冲洗,因为活性炭多孔隙一旦吸附大量自来水中的氯以及漂白粉,然后放置到过滤器中使用时对水质造成的破坏.2、活性炭要定期更换,避免性炭因“吸附饱和”而失去功效,进行更换时最好不要等失效以后再更换,这样才能确保活性炭不断地把水族箱水质中的有害物质去除,建议每月更换1-2次活性碳.3、活性炭在使用过程中,避免挤,摔,压,破坏其原有的物理结构会影响空隙的密度,从而影响吸附功能.

图们市14759805911： 净水活性炭(关于净水活性炭的基本详情介绍) ？
寇咸美林： 1、净水活性炭是一种用作净化水的活性炭.2、用活性炭滤料吸附法净化水就是利用其多孔性固体表面,吸附去除水中的有机物或有毒物质,使水得到净化.3、研究表明,活性炭对分子量500-1000范围内的有机物具有较强的吸附能力.

图们市14759805911： ?活性炭具有什么特点? ？
寇咸美林： 活性炭.是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳,也有排列规整的晶体碳.活性炭中除碳元素外,还包含两类掺和物:一类是化学结合的元素,主要是氧和氢,这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中,或者在活化过程中,外来的非碳元素与活性炭表面化学结合,如用水蒸气活化时,活性炭表面被氧化或水蒸气氧化;另一类掺和物是灰分,它是活性炭的无机部分;灰分在活性碳中易造成二次污染.

图们市14759805911： 活性炭的作用 既可以怎样,又可以怎样(关于水的净化) - ？
寇咸美林：[答案] 在水的净化中,活性炭主要吸附作用. 既可以吸附有色杂质,又可以吸附难溶性小颗粒

图们市14759805911： 活性炭吸附ppt - 活性炭吸附原理是什么?活性炭是怎么吸附有害气体的?谁知道其深层原 ？
寇咸美林： 活性炭作用原理: 活性炭是一种很细小的炭粒,有很大的表面积,而且炭粒中还有更细小的孔----毛细管.这种毛细管具有很强的吸附能力,由于炭粒的表面积很大,所以...

图们市14759805911： 空滤活性炭和不带活性炭哪个好 ？
寇咸美林： 选用活性炭的.空调滤芯活性炭和非活性炭有以下区别:1、活性炭的空调滤芯是基于高效滤纸上加多了一层高效过滤竹炭,从而达到完全过滤PM2.5的效果,这是非活性炭无法相比的.一般在比较多灰尘雾霾的环境下,优先考虑活性炭为主2、而非活性炭材质的空调滤芯,则是只有一层高效过滤滤纸,一般咱们小城市没有很多的灰尘或者雾霾的话,是可以优先考虑非活性炭的3、活性炭性能虽更好一点,但是也有一个缺点,就是出风量很小.这对比较多习惯非活性炭滤芯的车友们来说比较难适应,而非活性炭的出风量一直都是稳定的,常用的车友都能完全适应4、其实并不是活性炭性能好就一定要更换活性炭的,非活性炭的也有非活性炭的好处.

图们市14759805911： 化学——关于活性炭？
寇咸美林： 不能,活性炭主要依靠其吸附性来除液体中的杂质.多次使用后其吸附性大大减落.无法再使用.