关于活性炭
的介绍（一）
前言
活性炭是众多工业吸附剂中的一种，是一种多功能性吸附剂。它是由80%以上的固定碳，以及少量的氧、硫、氮、氢等非金属元素，和数量、组成不等的金属及非金属氧化物或金属盐类共同组成的一种以乱排的有机石墨状二元结晶结构为主，夹杂少量无机矿物质的非纯碳材料。本文简要介绍活性炭的定义及分类，有关活性炭的制造方法、应用领域及功效将在之后的文章进行详细介绍。
活性炭的定义
活性炭，是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外，还包含两类掺和物：一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中，或者在活化过程中，外来的非碳元素与活性炭表面化学结合;另一类掺和物是灰分，它是活性炭的无机部分，灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有较强的吸附性，广泛应用于生产、生活中。
活性炭材料是经过加工处理所得的无定形碳，具有很大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力。
活性炭材料的化学性质稳定，机械强度高，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水与有机溶剂，可以再生使用，已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。目前，改性活性炭材料被广泛用于污水处理、大气污染防治等领域，在治理环境污染方面越来越显示出其诱人的美好前景。
活性炭的分类
活性炭有多种分类方法，且在各种文献报道中都有所引用。常见的分类方法及称谓简述如下：
按外观形状分类
1、粉状活性炭
一般指粒径小于150μm（即0.15mm，对应的中国标准筛目为100目）的活性炭产品，在我国，有时将粒径小于0.3mm（60目）的产品亦划入粉状活性炭范畴。
（粉状活性炭）
粉末活性炭以优质木屑、椰壳、煤质为原料，经系列生产工艺精加工而成。粉末活性炭具有过滤速度快、吸附性能好、脱色除味能力强、经济耐用等优点，产品广泛应用于食品、饮料、医药、自来水、糖、油脂等行业，在酿酒、污水处理、电厂、电镀等领域应用也较为普遍。
2、颗粒活性炭
粒度分布＞100目（我国的企业多采用＞60目）的活性炭，根据外形的不同，颗粒活性炭又可分为圆柱状炭、破碎状炭（分压块/压片破碎炭和直接破碎炭两类）、球形炭和中空微球炭几种。
（颗粒活性炭）
3、纤维状活性炭
以纤维状含碳物质制成，又分纤维活性炭是经过活化的含炭纤维，将某种含炭纤维(如酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等)经过高温活化(不同的活化方法活化温度不一样)，使其表面产生纳米级的孔径，增加比表面积，从而改变其物化特性。又称为活性炭纤维，有丝状、布状及毡状等几种。
4、蜂巢状活性炭
又称蜂窝活性炭。采用优质煤质活性炭为原材料，经蜂模具压制，高温活化烧制而成。蜂窝活性炭具有比表面积大，通孔阻力小，微孔发达，高吸附容量，使用寿命长等特点，在空气污染治理中普遍应用。选用蜂窝活性炭吸附法，即废气与具有大表面的多孔性活性炭接触，废气中的污染物被吸附，从而起到净化作用。
（蜂窝活性炭）
5、活性炭成型物
又称为复合型活性炭。选择纸、无纺布、海绵、甚至蜂窝陶瓷等作基材，将活性炭粘附其上制成的各种形状、具特殊功能的复合型吸附材料。
按制造原料分类
1、煤制活性炭
又称煤基活性炭。用各种原煤通过不同工艺制造的一大类活性炭产品的统称。煤质活性炭根据制造工艺的不同又可分为成型炭和原煤直接破碎炭两类。前者又可进一步细分为湿法成型炭（如加焦油、造纸黑液、淀粉糊等液态粘合剂制造的柱状炭、球炭、蜂窝炭等）和干法成型炭（如加入固体状沥青、淀粉、树脂粉等作粘合剂采用对辊成型工艺制成的压块、压片、压丸破碎炭或具规则外形的压丸状活性炭）。一般来说，成型炭可采用多种原煤混合来调整最终产品的孔隙分布特性，从而获得一些特殊的应用性能，而原煤直接破碎炭的孔隙分布特征80%以上已由原料决定了，故性能和用途较单一。
（煤制活性炭）
2、木制活性炭
系用各种硬质木材、农作物废料、以及其它含木质纤维素的工农业废料为原料，通过化学法、物理法或物理–化学结合法制成的活性炭。
3、果壳/果核活性炭
如椰壳炭、杏核炭、桃核炭等。果壳活性炭具有耐磨强度好、空隙发达、吸附性能高、强度高、易再生、经济耐用等优点，广泛应用于生活、工业、液相吸附、水质净化、气相吸附。用做二硫化硒碳、氯乙烯、甲醇、丙酮、氧化氮等工业有害气体的净化处理。
（果壳活性炭）
4、石油系活性炭
用石油沥青、石油焦等作原料，制成的活性炭产品。
5、树脂类活性炭
用酚醛树脂、废的离子交换树脂等为原料，经特殊工艺制得的活性炭产品，有时将纤维炭亦归入此一类型中。
6、其他的小品种活性炭
包括用动物血液制成的血炭，用动物骨骼制成的骨炭（但骨炭中碳元素非常少，主要成分为羟基磷酸钙），用各种原料制成的分子筛活性炭，用强碱与含碳原料制造的高表面积活性炭，采用有机高分子溶液经特殊工艺制成的铸型法活性炭，碳气凝胶活性炭等等。其中有些是生产量和用量很小，有些还处于实验室研究阶段，故一并归入小品种活性炭产品范畴。
按制造方法分类
1、化学药品活化法活性炭
多采用氯化锌、磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠等作活化剂。
2、气体活化法活性炭
多数采用水蒸汽活化法，有时采用二氧化碳和空气活化。大生产中，实际上是这三种活化气体的混合活化过程。
按用途分类
1、气相吸附活性炭
可用于排气处理、空气净化、溶剂回收、气体分离、脱臭、脱硫脱硝、工业原料气体精制、气相色谱填充剂、空气采样器、保鲜、臭氧脱除、香烟滤咀、天然气吸附贮存、军用和民用防毒面具等。
2、液相吸附活性炭
自来水处理、纯净水制造、工业及生活污水的深度处理、脱色精制、血液净化、黄金回收、双层电容器电极用、药用炭等。
3、触媒（催化剂）用活性炭
既可直接用作某些工业过程的催化剂（如光气合成、醋酸乙烯的合成等），更多的时候活性炭是用作催化剂的载体（如担载贵金属铂、铑、钯、钌、金等制成的铂炭、钯炭催化剂等）。
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编辑：魏晋芳
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