活(huo)性炭,是黑(hei)色粉(fen)末狀(zhuang)或塊狀(zhuang)、顆粒狀(zhuang)、蜂窩狀(zhuang)的(de)無定形碳,也有排列(lie)規整的(de)晶體(ti)碳。活(huo)性炭中(zhong)除碳元(yuan)素(su)外(wai),還包含兩類摻和物:一(yi)類是化(hua)學結合的(de)元(yuan)素(su),主要是氧(yang)和氫,這些元(yuan)素(su)是由于未(wei)完全炭化(hua)而殘(can)留在(zai)(zai)炭中(zhong),或者(zhe)在(zai)(zai)活(huo)化(hua)過程(cheng)中(zhong),外(wai)來(lai)的(de)非(fei)碳元(yuan)素(su)與活(huo)性炭表(biao)面化(hua)學結合;另一(yi)類摻和物是灰分,它是活(huo)性炭的(de)無機部分,灰分在(zai)(zai)活(huo)性碳中(zhong)易造成(cheng)二(er)次(ci)污染。活(huo)性炭由于具有較強(qiang)的(de)吸附性,廣泛應用(yong)于生產、生活(huo)中(zhong)。
活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料是(shi)經過加工處(chu)理所(suo)得的(de)(de)(de)無(wu)定(ding)形(xing)碳,具有(you)很(hen)大的(de)(de)(de)比表(biao)面(mian)積,對氣體、溶液(ye)中的(de)(de)(de)無(wu)機(ji)或(huo)有(you)機(ji)物質及膠體顆粒(li)等(deng)都有(you)良好的(de)(de)(de)吸附能力。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料主要包(bao)括活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(Activated Carbon , A C )和(he)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)纖(xian)維(Activated Carbon Fibers, ACF )等(deng)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料作(zuo)為(wei)一種性(xing)(xing)能優(you)良的(de)(de)(de)吸附劑,主要是(shi)由于其(qi)具有(you)獨特的(de)(de)(de)吸附表(biao)面(mian)結(jie)構特性(xing)(xing)和(he)表(biao)面(mian)化學(xue)性(xing)(xing)能所(suo)決定(ding)的(de)(de)(de)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料的(de)(de)(de)化學(xue)性(xing)(xing)質穩定(ding),機(ji)械(xie)強度高,耐(nai)酸、耐(nai)堿(jian)、耐(nai)熱,不(bu)溶于水與有(you)機(ji)溶劑,可以再(zai)生使用(yong),已經廣泛(fan)地應用(yong)于化工、環保、食(shi)品(pin)加工、冶金、藥物精制、軍(jun)事(shi)化學(xue)防護等(deng)各(ge)個領域 。目前,改性(xing)(xing)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料被廣泛(fan)用(yong)于污(wu)(wu)水處(chu)理、大氣污(wu)(wu)染(ran)防治等(deng)領域,在治理環境污(wu)(wu)染(ran)方(fang)面(mian)越來越顯示出其(qi)誘人的(de)(de)(de)美好前景。
活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)80%-90%以上由碳(tan)(tan)(tan)元素(su)(su)(su)組成(cheng),這也(ye)是(shi)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)為疏水(shui)性(xing)吸附劑的原因。除了碳(tan)(tan)(tan)元素(su)(su)(su)外,還包含有兩類摻(chan)和物(wu):一類是(shi)化(hua)(hua)(hua)學結合(he)的元素(su)(su)(su),主要是(shi)氧和氫,這些(xie)元素(su)(su)(su)是(shi)由于未完全炭(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)而殘留(liu)在炭(tan)(tan)(tan)中(zhong),或(huo)(huo)者在活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong),外來(lai)的非碳(tan)(tan)(tan)元素(su)(su)(su)與活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面化(hua)(hua)(hua)學結合(he),如用水(shui)蒸氣(qi)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)時,活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面被氧化(hua)(hua)(hua)或(huo)(huo)水(shui)蒸氣(qi)氧化(hua)(hua)(hua);另(ling)一類摻(chan)和物(wu)是(shi)灰分(fen),它(ta)是(shi)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的無機(ji)部分(fen)。
活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)主要原料(liao)(liao)(liao)幾(ji)乎可以是(shi)所(suo)有富含(han)碳的(de)(de)有機材料(liao)(liao)(liao),如煤、木(mu)材、果殼(ke)、椰殼(ke)、核(he)桃殼(ke)、杏殼(ke)、棗(zao)殼(ke)等。這些含(han)碳材料(liao)(liao)(liao)在活(huo)(huo)化(hua)爐中(zhong),在高(gao)溫和(he)一(yi)定壓力(li)下通過熱解作用被轉換成活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。在此活(huo)(huo)化(hua)過程(cheng)中(zhong),巨大(da)(da)的(de)(de)表(biao)(biao)面積和(he)復雜的(de)(de)孔(kong)隙結構逐(zhu)漸形(xing)成, 而所(suo)謂(wei)的(de)(de)吸(xi)(xi)附過程(cheng)正(zheng)是(shi)在這些孔(kong)隙中(zhong)和(he)表(biao)(biao)面上進(jin)行的(de)(de),活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)中(zhong)孔(kong)隙的(de)(de)大(da)(da)小對吸(xi)(xi)附質有選擇吸(xi)(xi)附的(de)(de)作用,這是(shi)由于大(da)(da)分子不能進(jin)入比(bi)它孔(kong)隙小的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)孔(kong)徑內的(de)(de)緣(yuan)故。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)由含(han)炭(tan)(tan)為主的(de)(de)物(wu)(wu)質作原料(liao)(liao)(liao),經高(gao)溫炭(tan)(tan)化(hua)和(he)活(huo)(huo)化(hua)制(zhi)得的(de)(de)疏水性(xing)(xing)吸(xi)(xi)附劑。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)含(han)有大(da)(da)量微(wei)(wei)孔(kong),具有巨大(da)(da)無(wu)比(bi)的(de)(de)表(biao)(biao)面積,能有效地去除色度、臭(chou)味(wei),可去除二(er)級(ji)出水中(zhong)大(da)(da)多數有機污染物(wu)(wu)和(he)某些無(wu)機物(wu)(wu),包含(han)某些有毒的(de)(de)重金屬。