活性(xing)炭(tan),是黑色粉末狀(zhuang)(zhuang)或(huo)(huo)塊狀(zhuang)(zhuang)、顆(ke)粒狀(zhuang)(zhuang)、蜂窩狀(zhuang)(zhuang)的(de)無定形碳(tan),也有排(pai)列規整的(de)晶體(ti)碳(tan)。活性(xing)炭(tan)中除碳(tan)元素(su)外,還包含(han)兩類(lei)摻和(he)(he)物(wu):一類(lei)是化(hua)(hua)學(xue)結合的(de)元素(su),主要(yao)是氧和(he)(he)氫,這些元素(su)是由于未完全炭(tan)化(hua)(hua)而殘留在(zai)(zai)炭(tan)中,或(huo)(huo)者在(zai)(zai)活化(hua)(hua)過(guo)程中,外來的(de)非(fei)碳(tan)元素(su)與活性(xing)炭(tan)表面化(hua)(hua)學(xue)結合;另一類(lei)摻和(he)(he)物(wu)是灰(hui)分(fen),它是活性(xing)炭(tan)的(de)無機部分(fen),灰(hui)分(fen)在(zai)(zai)活性(xing)碳(tan)中易造(zao)成(cheng)二(er)次污染(ran)。活性(xing)炭(tan)由于具有較(jiao)強(qiang)的(de)吸附性(xing),廣泛(fan)應用于生產、生活中。
活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材料是經過加工(gong)(gong)處理所(suo)得的(de)(de)(de)無(wu)定(ding)形(xing)碳,具(ju)有(you)(you)(you)(you)很(hen)大的(de)(de)(de)比表面(mian)(mian)積,對氣(qi)(qi)體、溶液中的(de)(de)(de)無(wu)機(ji)(ji)或有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)物質及膠體顆(ke)粒等(deng)都有(you)(you)(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)吸附能(neng)力。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材料主(zhu)要包括活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(Activated Carbon , A C )和活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)纖(xian)維(Activated Carbon Fibers, ACF )等(deng)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材料作為一(yi)種性(xing)(xing)能(neng)優良(liang)的(de)(de)(de)吸附劑(ji),主(zhu)要是由(you)于其具(ju)有(you)(you)(you)(you)獨特的(de)(de)(de)吸附表面(mian)(mian)結構特性(xing)(xing)和表面(mian)(mian)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)所(suo)決定(ding)的(de)(de)(de)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材料的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質穩定(ding),機(ji)(ji)械強度高,耐(nai)酸、耐(nai)堿(jian)、耐(nai)熱,不溶于水與有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)溶劑(ji),可以再生使用(yong),已經廣(guang)泛地應用(yong)于化(hua)工(gong)(gong)、環保、食品加工(gong)(gong)、冶金、藥物精制、軍事化(hua)學(xue)防(fang)護等(deng)各個領域(yu) 。目(mu)前(qian),改性(xing)(xing)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材料被廣(guang)泛用(yong)于污水處理、大氣(qi)(qi)污染防(fang)治等(deng)領域(yu),在(zai)治理環境污染方面(mian)(mian)越(yue)來越(yue)顯示出其誘人的(de)(de)(de)美(mei)好前(qian)景。
活(huo)性(xing)炭(tan)80%-90%以上由(you)碳元(yuan)素(su)組成,這也是活(huo)性(xing)炭(tan)為(wei)疏水(shui)(shui)性(xing)吸附劑(ji)的(de)原因。除了碳元(yuan)素(su)外,還(huan)包含有兩類摻和物(wu):一類是化(hua)(hua)學(xue)結合的(de)元(yuan)素(su),主(zhu)要是氧(yang)和氫,這些元(yuan)素(su)是由(you)于(yu)未(wei)完全炭(tan)化(hua)(hua)而殘留在(zai)炭(tan)中(zhong),或(huo)者在(zai)活(huo)化(hua)(hua)過程中(zhong),外來的(de)非碳元(yuan)素(su)與活(huo)性(xing)炭(tan)表面化(hua)(hua)學(xue)結合,如用水(shui)(shui)蒸氣活(huo)化(hua)(hua)時,活(huo)性(xing)炭(tan)表面被氧(yang)化(hua)(hua)或(huo)水(shui)(shui)蒸氣氧(yang)化(hua)(hua);另一類摻和物(wu)是灰分(fen)(fen),它是活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)無機部分(fen)(fen)。
活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)主要原(yuan)料(liao)幾乎可(ke)以是(shi)所(suo)有(you)富含(han)(han)碳(tan)的(de)(de)有(you)機材(cai)料(liao),如(ru)煤、木材(cai)、果殼(ke)、椰殼(ke)、核桃殼(ke)、杏殼(ke)、棗殼(ke)等。這(zhe)些含(han)(han)碳(tan)材(cai)料(liao)在活(huo)(huo)化(hua)爐(lu)中(zhong)(zhong),在高溫(wen)和(he)一定壓(ya)力下通過(guo)熱解作用被轉換成活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。在此活(huo)(huo)化(hua)過(guo)程中(zhong)(zhong),巨大(da)(da)的(de)(de)表面(mian)(mian)積(ji)和(he)復雜(za)的(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)隙(xi)結構逐漸(jian)形成, 而所(suo)謂的(de)(de)吸附(fu)過(guo)程正是(shi)在這(zhe)些孔(kong)(kong)(kong)隙(xi)中(zhong)(zhong)和(he)表面(mian)(mian)上進行的(de)(de),活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)中(zhong)(zhong)孔(kong)(kong)(kong)隙(xi)的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)對吸附(fu)質(zhi)有(you)選擇(ze)吸附(fu)的(de)(de)作用,這(zhe)是(shi)由于大(da)(da)分子(zi)不能進入比它孔(kong)(kong)(kong)隙(xi)小(xiao)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)孔(kong)(kong)(kong)徑內的(de)(de)緣故。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)由含(han)(han)炭(tan)(tan)(tan)為主的(de)(de)物(wu)質(zhi)作原(yuan)料(liao),經(jing)高溫(wen)炭(tan)(tan)(tan)化(hua)和(he)活(huo)(huo)化(hua)制得(de)的(de)(de)疏水性(xing)(xing)(xing)(xing)吸附(fu)劑。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)含(han)(han)有(you)大(da)(da)量微孔(kong)(kong)(kong),具有(you)巨大(da)(da)無(wu)比的(de)(de)表面(mian)(mian)積(ji),能有(you)效地去除(chu)色度、臭味(wei),可(ke)去除(chu)二級出(chu)水中(zhong)(zhong)大(da)(da)多數有(you)機污染物(wu)和(he)某些無(wu)機物(wu),包含(han)(han)某些有(you)毒的(de)(de)重金(jin)屬。