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活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、活化加工制备而成,具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团,特吸附能力较强的炭材料的统称。
通常为粉状或粒状具有很强吸附能力的多孔无定形炭。由固态碳质物(如煤、木料、硬果壳、果核、树脂等)在隔绝空气条件下经600~900℃高温炭化,然后在400~900℃条件下用空气、、水蒸气或三者的混合气体进行氧化活化后获得。
炭化使碳以外的物质挥发,氧化活化可进一步去掉残留的挥发物质,产生新的和扩大原有的孔隙,改善微孔结构,增加活性。低温(400℃)活化的炭称L-炭,高温(900℃)活化的炭称H-炭。H-炭在惰性气氛中冷却,否则会转变为L-炭。活性炭的吸附性能与氧化活化时气体的化学性质及其浓度、活化温度、活化程度、活性炭中无机物组成及其含量等因素有关,主要取决于活化气体性质及活化温度。
柱状活性炭是一种外观为圆柱状的活性炭,常见的柱状活性炭型号为1.5,3,4和5等规格。
柱状活性炭具有过滤性能,通过这些微孔吸附污染物,将这些污染物吸进自身的微孔里,来达到净化空气或者过滤水源的目的,柱状活性炭自身的微孔会被吸附的污染物堵塞,造成柱状活性炭过滤效果逐渐降低的现象。所以,柱状活性炭的使用寿命在一年以内,过这个时间之后,要换全新的柱状活性炭。
活性炭主要作为固体吸附剂,应用在化工、、环境等方面,用于吸附沸点及临界温度较高的物质及分子量较大的物。在空气净化、水处理等领域应用也呈现出应用量增长的趋势,炭如高比表面积炭、高炭、纤维炭已渗透到航天、电子、通讯、能源、生物工程和生命科学等领域。
活性炭中的微孔比表面积占活性炭比表面积的95%以上,在很大程度上决定了活性炭的吸附容量。中孔比表面积占活性炭比表面积的5%左右,是不能进入微孔的较大分子的吸附位,在较高的相对压力下产生毛细管凝聚。大孔比表面积一般不过0.5m2/g,仅仅是吸附质分子到达微孔和中孔的通道,对吸附过程影响不大。
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