活性炭是具有發(fā)達孔隙結(jié)構(gòu)有很大比表面積和吸附能力的炭

活性炭是具有發(fā)達孔隙結(jié)構(gòu)、有很大比表面積和吸附能力的炭。每克活性炭的總表面積可達1500平方米以上。

活性炭的種類很多，按原料不同可分為植物原料炭、煤質(zhì)炭、石油質(zhì)炭、骨炭、血炭等等；按制造方法可分為氣體活化法炭、即物理活化法炭；化學(xué)活化法炭，即化學(xué)藥品活化法炭；化學(xué)——物理法活性炭；按外觀形狀可分為粉狀活性炭、不定型顆?；钚蕴俊⒍ㄐ皖w?；钚蕴俊⑶蛐翁?、纖維狀炭、織物狀炭等；按用途可分為氣相吸附炭、液相吸附炭、糖用炭、工業(yè)炭、催化劑和催化劑載體炭等。

活性炭具有吸附性能、催化性能，它不溶于水和其他溶劑，具有物理和化學(xué)上的穩(wěn)定性。除了高溫下同氧接觸、同臭氧、氯、重鉻酸鹽等強氧化劑反應(yīng)外，在實際使用條件下都穩(wěn)定。由于活性炭作為吸附劑的優(yōu)異特性，所以活性炭的用途廣泛。

我國活性炭目前多在葡萄糖、醫(yī)藥和味精生產(chǎn)中使用，在環(huán)境保護、作催化劑和催化劑載體中的應(yīng)用還不夠廣泛。

我國粉狀活性炭使用情況如下：

用于醫(yī)藥 占59.8%

用于口服葡萄糖 占26.6%

用于食品工業(yè) 占10.8%

用于其他方面 占2.8%

我國顆?；钚蕴渴褂们闆r如下：

用于合成纖維載體 占51.2%

用于聚氯乙烯載體 占13.0%

用于空氣、水凈化 占23.5%

用于合成脫硫 占7.7%

用于其它 占4.6%

值得注意的是，不同方法制得的活性炭，它的選擇吸附性會不同，各有一定適用范圍，使用不當(dāng)則效果不佳。

活性炭生產(chǎn)的發(fā)展情況

1. 國外活性炭生產(chǎn)的發(fā)展概況

八十年代，世界活性炭生產(chǎn)能力約70萬噸/年。主要生產(chǎn)國為：美國15萬噸/年，原蘇聯(lián)9萬噸/年，日本7萬噸/年，德國7萬噸/年，英國6萬噸/年，法國5萬噸/年，荷蘭4萬噸/年，意大利2萬噸/年。預(yù)計近年來還有較大幅度增長。

活性炭生產(chǎn)之所以有如此迅速的發(fā)展，這應(yīng)歸功于應(yīng)用領(lǐng)域的擴大和活性炭本身的不可替代性?；钚蕴勘粡V泛用于液相和氣相中起吸附、脫色、精制、分離、催化及催化劑載體等。在發(fā)達國家活性炭在環(huán)境治理方面用量約占總量的1/3，主要是水源、飲水凈化及工業(yè)廢水、生活廢水處理。

近年來，國外在新產(chǎn)品開發(fā)方面，一是采用多種原料，多種工藝研制出具有特殊性能的活性炭。二是采用對活性炭進行二次加工的方法研制出多種高效能、多功能的活性炭制品，使活性炭呈現(xiàn)新的活力。

2. 國內(nèi)活性炭生產(chǎn)的發(fā)展概況

我國活性炭生產(chǎn)在黨中央改革開放的總方針指引下有了很大發(fā)展。1981年產(chǎn)量為1.2萬噸，1982年上升到了3萬噸，1983年達3.5萬噸，1987年為4.5萬噸，1991年為6萬噸，1995年產(chǎn)量已突破8萬噸，全國出口量達到5.3萬噸，我國已成為活性炭生產(chǎn)大國。

近年來，許多企業(yè)進一步開發(fā)產(chǎn)品品種的原材料來源，向著產(chǎn)品的高、精、尖方向發(fā)展，成為外銷產(chǎn)品的基地；無論在設(shè)備引進、消化吸收、改造或制造工藝方面。近年來均有長足的進步；在品種研究上，不僅形成系列多品種，而且在炭纖維、炭分子篩、高比表面積、高吸附值活性炭的研究方面也取得了較大進展；不少廠家在降低能耗、治理污染、提高社會效益和經(jīng)濟效益方面做了大量工作，取得了較好的成效。

活性炭的吸附特性

活性炭與其他吸附劑如硅膠、沸石、活性白土等相比較，具有許多特點。

1. 有較發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，比表面積大

活性炭具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，除了活性分子篩以外，孔徑分布范圍較廣，具有孔徑大小不同的孔隙，能吸附分子大小不同的各種物質(zhì)。同時具有大量的微孔，因而比表面積很大，吸附力也大。活化方法對制得活性炭的孔隙大小有很大影響。

2. 活性炭的表面特性

活性炭的表面性質(zhì)因活化條件而不同，高溫水蒸汽活化的活性炭，表面多含堿性氧化物，而氯化鋅活化的活性炭，表面多含酸性氧化物，后者對堿性化合物的吸附能力特別大?；钚蕴烤哂械谋砻婊瘜W(xué)性質(zhì)、孔徑分布和孔隙形狀不同，是活性炭具有選擇性吸附的主要原因。

3. 催化性質(zhì)

活性炭作為接觸催化劑用于各種異構(gòu)化、聚合、氧化和鹵化反應(yīng)中。它的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及灰分等的作用。

活性炭在化學(xué)工業(yè)中常用作催化劑載體，即將有催化活性的物質(zhì)沉積在活性炭上，一起用作催化劑。這時，活性炭的作用并不限于負(fù)載活化劑，它對催化劑的活性、選擇性和使用壽命都有重大影響，它具有助催化的作用。

4. 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、容易再生

活性炭的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、能耐酸、耐堿，所以能在較大的酸堿度范圍內(nèi)應(yīng)用；活性炭不溶于水和其他溶劑，能在水溶液和許多溶劑中使用；活性炭能經(jīng)受高溫高壓的作用，由于它的催化活性，在有機合成中常作為催化劑或載體。

活性炭使用失效時，可用各種方法多次反復(fù)再生，使其恢復(fù)吸附能力，再用于生產(chǎn)。如果再生得法，可達到原有的吸附水平。

活性炭在國防建設(shè)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域的使用情況

活性炭作為吸附劑具有優(yōu)異特性，現(xiàn)已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科技以及人民生活各個領(lǐng)域中廣泛使用，成為國民經(jīng)濟不可缺少的重要物質(zhì)。

1. 氣相吸附方面的應(yīng)用

（1）廢氣凈化和回收 用于凈化工業(yè)上排放的有害氣體，如廢煙氣的脫硫等；回收揮發(fā)散失的溶劑如丙酮、酯類、苯、汽油等。

（2）防御毒氣和有害氣體 在國防和民用工業(yè)中用活性炭裝填各種防毒面具，制造防御放射性物質(zhì)的紡織品。

（3）原子能設(shè)施中的應(yīng)用 用于捕集和去除泄漏的放射性物質(zhì)。

(4）其它 用活性炭填充氣體鋼瓶，增加貯存氣體的容量；用于香煙濾嘴濾除尼古丁等。

2. 液相吸附方面的應(yīng)用

（1）食品工業(yè) 用于葡萄糖、飴糖、味精、油脂、酒等的脫色精制，除去色素、膠質(zhì)和其它雜質(zhì)。

（2）醫(yī)藥工業(yè) 用于抗菌素、解熱藥、維生素、注射用針劑等除去色素、雜質(zhì)等。

（3）化學(xué)藥品 用于各種有機和無機藥品，如酯類、酚類、檸檬酸、草酸等的脫色精制。

（4）環(huán)境保護 用于凈化用水，處理廢水等。

（5）其它 在冶金工業(yè)中用于回收金、銀、鈀等貴重金屬。

3. 為催化劑和催化劑載體

活性炭本身有各種催化活性，可單獨作催化劑，應(yīng)用于鹵化、氧化脫氫等化學(xué)反應(yīng)中。某些活性炭也是優(yōu)良的催化劑載體，應(yīng)用在醋酸乙烯酯合成、鹵化、氧化、聚合等反應(yīng)中。

4. 醫(yī)藥方面的應(yīng)用

活性炭作為外用藥，用于爛瘡、化膿化創(chuàng)傷，也可用于內(nèi)服藥治療腹瀉?；钚蕴磕芪讲《?、細(xì)菌毒素、藥物等，可用于治療中毒或過量服藥的病人。

5. 農(nóng)業(yè)和其它方面的應(yīng)用

活性炭施用于土壤中，能促進氮的生物固定作用，除去農(nóng)藥對作物的毒害等。此外，活性炭還用作制造鋅—空氣電池的電極。