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活性炭，是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳，也有排列規(guī)整的晶體碳。活性炭中除碳元素外，還包含兩類摻和物：一類是化學結(jié)合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過程中，外來的非碳元素與活性炭表面化學結(jié)合；另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無機部分，灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有較強的吸附性，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中。
中文名 活性炭 外文名 Activated Carbon 成 分 碳元素 特 點 比表面積大，吸附性強 應(yīng) 用 做吸附劑等
活性炭柱狀
以褐煤、泥煤、煙煤、無煙煤等制成的活性炭，外形分別為柱狀、顆粒、粉末、蜂窩狀、球形等形狀，具有強度高，吸附速度快，吸附容量高，比表面積較大，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達，物理化學特性好，孔隙根據(jù)需求大小可控等特點。
主要用于高端空氣凈化、廢氣凈化、高純水處理、廢水處理、污水處理、水族、脫硫、水處理活性炭脫硝并可有效去除氣體與液體中的雜質(zhì)和污染物以及各種氣體分離和提純，還可廣泛用于各種低沸點物質(zhì)的吸附回收，脫臭除油等。
吸附原理
根據(jù)吸附過程中活性炭分子和污染物分子之間作用力的不同，可將吸附分為兩大類：物理吸附和化學吸附（又稱活性吸附）。在吸附過程中，當活性炭分子和污染物分子之間的作用力是范德華力（或靜電引力）時稱為物理吸附； 當活性炭分子和污染物分 子之間的作用力是化學鍵時稱為化學吸附。物理吸附的吸附強度主要與活性炭的物理性質(zhì)有關(guān)，與活性炭的化學性質(zhì)基本無關(guān)。由于范德華力較弱，對污染物分子的結(jié)構(gòu)影響不大，這種力與分子間內(nèi)聚力一樣，故可把物理吸附類比為凝聚現(xiàn)象。物理吸附時污染物的化學性質(zhì)仍然保持不變。
由于化學鍵強，對污染物分子的結(jié)構(gòu)影響較大，故可把化學吸附看做化學反應(yīng)，是污染物與活性炭間化學作用的結(jié)果。化學吸附一般包含電子對共享或電子轉(zhuǎn)移，而不是簡單的微擾或弱極化作用，是不可逆的化學反應(yīng)過程。物理吸附和化學吸附的根本區(qū)別在于產(chǎn)生吸附鍵的作用力。
吸附過程是污染物分子被吸附到固體表面的過程，分子的自由能會降低，因此，吸附過程是放熱過程，所放出的熱稱為該污染物在此固體表面上的吸附熱。由于物理吸附和化學吸附的作用力不同，它們在吸附熱、吸附速率、吸附活化能、吸附溫度、選擇性、吸附層數(shù)和吸附光譜等方面表現(xiàn)出一定的差異。
活性炭附技術(shù)在國內(nèi)用于醫(yī)藥、化工和食品等工業(yè)的精制和脫色已有多年歷史。20世紀70年代開始用于工業(yè)廢水處理。生產(chǎn)實踐表明，活性炭對水中微量有機污染物具有卓越的吸附性，它對紡織印染、染料化工、食品加工和有機化工等工業(yè)廢水都有良好的吸附效果。一般情況下，對廢水中以BOD、COD等綜合指標表示的有機物，如合成染料、表面性劑、酚類、苯類、有機氯、農(nóng)藥和石油化工產(chǎn)品等，都有獨特的去除能力。所以，活性炭吸附法已逐步成為工業(yè)廢水二級或三級處理的主要方法之一。
吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的緩慢作用過程。吸附是一種界面現(xiàn)象，其與表面張力、表面能的變化有關(guān)。引起吸附的推動能力有兩種，一種是溶劑水對疏水物質(zhì)的排斥力，另一種是固體對溶質(zhì)的親和吸引力。廢水處理中的吸附，多數(shù)是這兩種力綜合作用的結(jié)果。活性炭的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)直接影響其吸附能力，在選擇活性炭時，應(yīng)根據(jù)廢水的水質(zhì)通過試驗確定。對印染廢水宜選擇過渡孔發(fā)達的炭種。此外，灰分也有影響，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附質(zhì)分子的大小與炭孔隙直徑愈接近，愈容易被吸附；吸附質(zhì)濃度對活性炭吸附量也有影響。在一定濃度范圍內(nèi)，吸附量是隨吸附質(zhì)濃度的增大而增加的。另外，水溫和pH值也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少。
吸附特性
活性炭吸附法是利用多孔性的活性炭，使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在活性炭表面而去除的方法，去除對象包括溶解性的有機物質(zhì)，合成洗滌劑、微生物、病毒和一定量的重金屬，并能夠脫色、除臭、空氣凈化。
活性炭、磺化煤、沸石、焦炭等都是水處理常用的吸附劑，活性炭經(jīng)過活化后碳晶格形成形狀和大小不一的發(fā)達細孔，大大增加比表面積，提高吸附能力。活性炭的細孔有效半徑一般為1-10000nm，小孔半徑在2nm以下，過渡孔半徑一般為2-100nm，大孔半徑為100-10000nm。小孔容積一般為0.15-0.90mL/g，過渡孔面積一般為0.02-0.10mL/g； 大孔容積一般為0.2-0.5mL/g。
活性炭是一種很細小的炭粒，有很大的表面積，而且炭粒中還有更細小的孔——毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與氣體（雜質(zhì)）充分接觸。當這些氣體（雜質(zhì)）碰到毛細管被吸附，起凈化作用。活性炭的表面積研究是非常重要的，活性炭的比表面積檢測數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測出來的結(jié)果才是真實可靠的，國內(nèi)有很多儀器只能做直接對比法的檢測。現(xiàn)階段國內(nèi)外比表面積測試統(tǒng)一采用多點BET法，國內(nèi)外制定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎(chǔ)的，請參看中國國家標準(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。
比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現(xiàn)完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，并且要高度集中，觀察儀表盤，操控旋鈕，稍不留神就會導(dǎo)致測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb 2400比表面積測試儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉Ρ确ǎ?，更重要的F-Sorb 2400比表面積測試儀是迄今為止國內(nèi)唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設(shè)備，其測試結(jié)果與國際一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時減少人為誤差，提高測試結(jié)果精確性。
影響活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；被吸附物的特性和濃度；廢水的PH值；懸浮固體含量等特性；接觸系統(tǒng)及運行方式等。活性炭能有效吸附氯代烴、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑，還能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏劑、烷基苯磺酸及許多酯類 和芳烴化合物。二級出水中也含有不被活性炭吸附的有機物，如蛋白質(zhì)的中間降解物質(zhì)，比原有的有機物更難被活性炭吸附，活性炭對THMS的去除能力較低，僅達到23-60%。活性炭吸附法與其他處理方法聯(lián)用，出現(xiàn)了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工藝、活性炭-硅藻土法等，使活性炭的吸附周期明顯延長，用量減少，處理效果和范圍大幅度提高。
環(huán)保行業(yè)
用于污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化
我國的煤炭燃燒過程中排放出的 SO2和 NOx 是主要的大氣污染物，而改性后活性炭材料的脫硫、脫硝處理效果好，投資運行費用低，且易于再生利用等優(yōu)點而引起人們的關(guān)注。[1]
活性炭吸附法去除室內(nèi)污染是應(yīng)用最廣泛、最成熟、最安全、效果最可靠、吸收物質(zhì)種類最多的一種方法。活性炭作為一種優(yōu)良的物理、化學吸附劑，越來越受到人們的重視。
高效環(huán)保活性炭包能夠吸附空氣中的甲醛、氨、苯、二甲苯、氡等室內(nèi)所有有害氣體分子，快速消除裝修異味，均勻調(diào)節(jié)空間濕度，對于居室、家具衣櫥、書柜、鞋柜、鞋內(nèi)、冰箱、衛(wèi)生間、地板、魚缸、汽車、空調(diào)、電腦、辦公、賓館，都有 很好的效果，它是甲醛的克星，殺毒的專家。
空氣凈化：用活性炭擺放在室內(nèi)有效的吸收空氣中含有的甲醛\二甲苯等有害物質(zhì)（特別是新裝修的房子）。
家具去異味：活性炭可適用于新買的家具放于櫥柜\抽屜\冰箱中，也可放在鞋子里面除臭味。
汽車除味：新車一般都含有很多的有害物質(zhì)\難聞刺鼻的氣味，用活性炭可以有效的去除。
木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發(fā)污染控制，各種浸漬劑液的制備等，比如活性炭可以作為活性碳罐的填充物用來生產(chǎn)摩托車碳罐、汽車碳罐等。
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