活(huo)(huo)性炭(tan)(tan),是(shi)(shi)黑(hei)色粉末(mo)狀或(huo)塊狀、顆(ke)粒狀、蜂(feng)窩狀的(de)無(wu)定形碳,也有排(pai)列規整的(de)晶體(ti)碳。活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)中除碳元(yuan)素外(wai),還包含兩類(lei)摻和(he)物:一類(lei)是(shi)(shi)化學(xue)(xue)結合的(de)元(yuan)素,主要是(shi)(shi)氧和(he)氫(qing),這些元(yuan)素是(shi)(shi)由(you)于未完(wan)全炭(tan)(tan)化而(er)殘留在(zai)(zai)炭(tan)(tan)中,或(huo)者(zhe)在(zai)(zai)活(huo)(huo)化過程中,外(wai)來的(de)非碳元(yuan)素與活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)表面化學(xue)(xue)結合;另一類(lei)摻和(he)物是(shi)(shi)灰(hui)分(fen),它是(shi)(shi)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的(de)無(wu)機部分(fen),灰(hui)分(fen)在(zai)(zai)活(huo)(huo)性碳中易造成二次污染。活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)由(you)于具有較強的(de)吸附性,廣泛應用于生(sheng)產、生(sheng)活(huo)(huo)中。
活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭材料(liao)是經過加工處理所得的(de)(de)無定(ding)形碳,具(ju)有(you)很大的(de)(de)比表(biao)面(mian)(mian)積,對氣體、溶液中的(de)(de)無機或有(you)機物(wu)(wu)質及膠(jiao)體顆粒等(deng)都有(you)良(liang)好的(de)(de)吸附能力。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭材料(liao)主(zhu)(zhu)要(yao)包括活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(Activated Carbon , A C )和活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭纖維(Activated Carbon Fibers, ACF )等(deng)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭材料(liao)作為一種性(xing)(xing)(xing)能優良(liang)的(de)(de)吸附劑(ji),主(zhu)(zhu)要(yao)是由于(yu)其具(ju)有(you)獨特的(de)(de)吸附表(biao)面(mian)(mian)結構(gou)特性(xing)(xing)(xing)和表(biao)面(mian)(mian)化學(xue)性(xing)(xing)(xing)能所決定(ding)的(de)(de)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭材料(liao)的(de)(de)化學(xue)性(xing)(xing)(xing)質穩定(ding),機械強(qiang)度高(gao),耐(nai)酸、耐(nai)堿(jian)、耐(nai)熱,不(bu)溶于(yu)水與有(you)機溶劑(ji),可(ke)以再生(sheng)使用,已(yi)經廣泛地應(ying)用于(yu)化工、環保、食品加工、冶(ye)金、藥(yao)物(wu)(wu)精制、軍事化學(xue)防護等(deng)各個(ge)領域 。目前,改性(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭材料(liao)被廣泛用于(yu)污水處理、大氣污染防治等(deng)領域,在治理環境(jing)污染方面(mian)(mian)越來越顯示(shi)出其誘人(ren)的(de)(de)美好前景。
活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)80%-90%以(yi)上由碳元(yuan)(yuan)素(su)組成,這也是(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)為疏水(shui)性(xing)(xing)吸附劑的(de)原(yuan)因。除了碳元(yuan)(yuan)素(su)外,還(huan)包含有兩類(lei)摻和(he)物:一(yi)(yi)類(lei)是(shi)化(hua)(hua)(hua)學結(jie)合的(de)元(yuan)(yuan)素(su),主要是(shi)氧和(he)氫(qing),這些(xie)元(yuan)(yuan)素(su)是(shi)由于(yu)未完(wan)全(quan)炭(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)而殘(can)留在(zai)炭(tan)(tan)中(zhong)(zhong),或者(zhe)在(zai)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong)(zhong),外來的(de)非(fei)碳元(yuan)(yuan)素(su)與活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面化(hua)(hua)(hua)學結(jie)合,如(ru)用水(shui)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)時,活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面被氧化(hua)(hua)(hua)或水(shui)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)氧化(hua)(hua)(hua);另一(yi)(yi)類(lei)摻和(he)物是(shi)灰分(fen),它是(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)無機部分(fen)。
活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)主要(yao)原料幾乎可(ke)以是所(suo)(suo)有(you)(you)富含(han)碳的(de)有(you)(you)機(ji)材(cai)料,如煤、木(mu)材(cai)、果殼(ke)(ke)(ke)、椰殼(ke)(ke)(ke)、核桃(tao)殼(ke)(ke)(ke)、杏殼(ke)(ke)(ke)、棗殼(ke)(ke)(ke)等。這(zhe)些(xie)含(han)碳材(cai)料在活(huo)化(hua)(hua)爐中(zhong),在高溫和一定壓力下通(tong)過(guo)熱解(jie)作(zuo)用(yong)被轉換成活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)。在此活(huo)化(hua)(hua)過(guo)程中(zhong),巨大(da)的(de)表面(mian)積和復雜的(de)孔隙結構(gou)逐漸形成, 而所(suo)(suo)謂的(de)吸附過(guo)程正(zheng)是在這(zhe)些(xie)孔隙中(zhong)和表面(mian)上進行的(de),活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)中(zhong)孔隙的(de)大(da)小對吸附質有(you)(you)選擇吸附的(de)作(zuo)用(yong),這(zhe)是由于大(da)分子不能進入比(bi)它孔隙小的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)孔徑內的(de)緣故。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是由含(han)炭(tan)(tan)(tan)為主的(de)物(wu)質作(zuo)原料,經高溫炭(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)和活(huo)化(hua)(hua)制得的(de)疏水性(xing)吸附劑。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)含(han)有(you)(you)大(da)量微孔,具有(you)(you)巨大(da)無比(bi)的(de)表面(mian)積,能有(you)(you)效地去除(chu)(chu)色度、臭味,可(ke)去除(chu)(chu)二級(ji)出(chu)水中(zhong)大(da)多數有(you)(you)機(ji)污(wu)染物(wu)和某些(xie)無機(ji)物(wu),包(bao)含(han)某些(xie)有(you)(you)毒的(de)重金屬。