活性炭   (activated  carbon)

具有极大比表面积及很强吸附和脱色能力的一种炭素材料。在19世纪人们就利用它对糖、酒及水等进行脱色、去味及净化。骨炭用于水的过滤也有l00多年的历史，第一次世界大战时开始用活性炭制作防毒面具。到20世纪90年代，在污水处理，有机溶剂的浓缩回收，空气净化及其他环境保护，黄金提取等领域得到广泛的应用。

有机物在600-700℃炭化而残留下来的炭素材料具有活性或活性化的能力。但这些炭素材料牢固地吸附着一些气态碳氢化合物和其他物质，降低了其活化能力需要提高炭化温度到形成活性炭的临界温度以上。以使这些被吸附的气态物质分解，脱析。再以水蒸气，二氧化碳等进行活化提高活化能力达到工业应用等级。

活性炭的吸附是由于内部有丰富的微孔，即有很大的比表面积，因此，活性炭的制作要点是使用有机物在炭化及活化过程中生成尽可能多的微孑L。

活性炭按其形状可分为粉状活性炭、颗粒活性炭及纤维状活性炭。活性炭的原料有：(1)植物类：木材，锯木屑，果壳(包括椰壳，山楂核，稻壳等)，纤维素，木质素及纸浆残渣等。(2)动物类：各种动物的骨骸。(3)矿物类：褐煤、泥炭、无烟煤及石油残渣等。(4)化学类：聚丙烯腈，黏胶，酚醛等纤维。这些原料的共同点是在热处理过程中发生固相炭化。

制造方法  活性炭的制造原理有物理法和化学法两种，物理法是将原料在密封、无氧环境下加热分解，氢及其他物质挥发而留下炭，同时形成无数微孔，即炭化过程，炭化温度最高可达l200℃，然后通水蒸气或二氧化碳在弱氧环境下进一步增加微孔，即活化过程，活化温度一般在700～900℃，冷却后即为活性炭。化学法是把原料预先和化学药品加ZnCl₂，HCl，FeEl₃，H₃P0₃及H₂S0₄等充分混合搅拌，然后在较低的温度如500～600℃进行炭化，为提高比表面积，在炭化后再在水气或二氧化碳气氛下进行活化。

活性炭的工艺过程见图l。

活性炭的结构  活性炭内部充满微细的小孔，具有极大的比表面积，一般可达l000m²/g。具有极

强的吸附其他物质分子的能力。小孔半径小于0.002μm为微孔，半径在0.002～0.1μm为中孑L，半径大于0.1μm为大孔，活性炭小孔的大小及分布因原料及处理条件而异。纤维状活性炭大部分孔径是0.3μm以下的微孔。而粒状活性炭绝大部分是中孔和大孔。因而前者比后者有更大的吸附能力和吸附速度。它们的微孔结构及微孔分布曲线见图2、3。活性炭必须具有足够的机械强度，能经受使用时的磨损。适当降低活化温度，缩短活化时间有利于机械强度的提高，但伴随的是吸附能力的降低，为提高吸附能力，必须提高活化温度和延长活化时间，这又带来强度的损失和收得率的降低，因此，需要根据使用要求综合考虑，以获得最佳的使用效果，最低的生产成本。使用后的活性炭很容易再生重新使用，这可避免二次环境污染。

应用  活性炭的应用主要用做吸附剂，它的应用几乎涉及国民经济各领域，例如溶剂中苯、甲苯的回收，醋酸纤维工业中醋酸纤维的回收，印刷业中乙

醇等的回收以及橡胶业中各种溶剂的回收；气体提纯，空气净化，烟气脱硫及除臭；一些溶液的脱色，废水净化处理，血液的清洁，贵重金属如金，银等的提取。此外可做催化剂的载体，燃料电池的电极等。随着科学技术的发展，活性炭的品种及吸附能力将进一步增多和提高，如最近开发研究高比表面积的活性炭，其表面积可达3000m²/g，活性炭的应用范围将更为广大。