活性炭是一種具有高度發達的孔隙結構和極大內表面積的人工炭材料制品.它主要由碳元素(87%一97%)組成,也含有氧、氧、硫、氮等元素以及一些無機礦物質。活性炭最顯著的特征是吸附作用,它可以從氣相或液相中吸附各種物質,并且吸附能力很強。
通常,活性炭的孔容積達0.2-1.0cm3/g ,比表而積大于400-1000平米/g。與其它種類的吸附劑(樹脂、硅膠、沸石等)相比,活性炭且有許多獨特且不可替代的特性,即高度發達的孔隙結構和巨大的比表而積。炭表面上含有(或可以附加上)多種官能團 (以增加活性點);且有催化性能:性能穩定.能夠在不同溫度、不同酸喊度的環境中使用,可以再生。因此.活性炭的應川領域不斷擴大,從傳統的食品、醫藥脫色、除味和用于防毒面具,到工業卜的大規模應用(如溶劑的精制、回收與分離,在有機合成工業中做催化劑和載體,在國防科學上用來防除原子能設施放出的放射性物質等。
特別是近20年來,活性炭在環境保護方面起到了極其重要的作用:用于凈化給水和污水處理、凈化空氣并除去生產中排出的有害氣體。活性炭成為與人們生產和生活緊密相連、不可或缺的物質。西方一些發達國家在環保方面的人均活性炭需求已達到 300-400 克/年·人) 。目前全世界活性炭年消費量超過 70萬t,并以每年15%的速度遞增。
幾乎任何一種天然或合成的含碳物質,如木質原料(木材、果核、果殼)、降解或煤化植物(泥炭、褐煤)、所有不同變質程度的煤和酚醛樹脂協合成有機物都可以用于生產活性炭。傳統的工藝普遍采用的是木質原料,隨著活性炭應用范圍日益擴大、顆粒炭需求量日漸提高,價格昂貴的木材、硬果殼等原料必將受到資源的限制,能制備的活性炭品種也不齊全。
因此,從原料來源、成本及產品的性能等方面綜合考店,以自然界含碳量高、資源極為豐富的煤作為制備活性炭的主要原料已成為必然趨勢 。當前世界上以煤為原料生產的活性炭已達活性炭總產最的2/3以上,活性炭的主要生產國(如美國、日本、荷蘭、波蘭等)及其主要生產廠家都以煤為主要原料。然而,目前煤塊活性炭的質量遠比木質活性炭的低,一些微孔容積大、比表面積高、吸附性能好的高級活性炭都是以果殼類原料生產的。另外,國內生產的煤質活性炭的質量同先進的相比,差距也相當明顯:灰分含量高、孔容小、比表面積低、吸附性能差。 目前來說,木質、果殼活性炭的活性炭質量和品質要相對優于煤質活性炭,不過煤質活性炭的技術發展也非常快,在活性炭的品質方面煤基活性炭也表現的越來越好。
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