活性炭是一種用途極廣的工業(yè)吸附劑，它是利用木炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料，通過物理和化學(xué)方法對原料進行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成?；钚蕴孔?900年問世以來，其應(yīng)用歷程當(dāng)中經(jīng)歷了兩件大事，一是在20世紀(jì)20年代第一次世界大戰(zhàn)中被用于制造防毒面具；二是在20世紀(jì)40年代數(shù)以百計的自來水廠用活性炭脫臭。活性炭的吸附性源于其獨特的分子構(gòu)造，活性炭的內(nèi)部有很多孔隙，每克活性炭的內(nèi)部孔隙如果鋪展開來可達到500～1700平方米，正是這種獨特的內(nèi)部構(gòu)造，使得活性炭具有優(yōu)異的吸附能力，活性炭的應(yīng)用非常廣泛，比如：糖的脫色，軍用防毒面具，香煙過濾嘴，空氣凈化器，自來水廠水處理，飲用水凈化，解毒，醒酒，治理放射元素污染，降低土壤中殘留農(nóng)藥，調(diào)理土壤性能，治理室內(nèi)甲醛，蔬菜保鮮，等等.

由于原料來源、制造方法、外觀形狀和應(yīng)用場合不同，活性炭的種類很多，到目前為止尚無精確的統(tǒng)計材料，大約有上千個品種。

1. 木質(zhì)活性炭

2. 獸骨、血炭

3. 礦物質(zhì)原料活性炭

4. 其它原料的活性炭

5. 再生活性炭

1. 化學(xué)法活性炭（化學(xué)炭）

2. 物理法活性炭

3. 化學(xué)–物理法或物理–化學(xué)法活性炭

1.粉狀活性炭（Powdered activated carbon, PAC）

2.顆粒活性炭（Granular activated carbon, GAC）

3.成形活性炭（Extruded activated carbon, EAC ）

——圓柱形活性炭

——球形活性炭（Bead activated carbon, BAC）

4.活性炭纖維

5.蜂窩活性炭

6.其它形狀的活性炭

大孔 孔徑>500A°

過渡孔 孔徑20 ～500A°

微孔 孔徑 < 20A°（活性炭的表面積主要是由微孔提供的）

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?；钚蕴康募毧子行О霃揭话銥?-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(dāng)這些氣體（雜質(zhì)）碰到毛細管被吸附，起凈化作用?；钚蕴康谋砻娣e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?，F(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(biāo)準(zhǔn)都是以BET測試方法為基礎(chǔ)的，請參看中國國家標(biāo)準(zhǔn)(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。

活性炭的吸附除了物理吸附，還有化學(xué)吸附?；钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結(jié)構(gòu)，又取決于化學(xué)組成。

活性炭不僅含炭 ，而且含少量的化學(xué)結(jié)合、功能團開工的氧和氫，例如羰基、羧基、酚類、內(nèi)酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡(luò)合物，有些來自原料的衍生物，有些是在活化時、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質(zhì)集中到活性炭里成為灰分，灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類，如炭酸鹽和磷酸鹽等。

⑴粒度：采用一套標(biāo)準(zhǔn)篩篩分法，求出留在和通過每只篩子的活性炭重量，表示粒度分布。

⑵靜觀密度或堆密度：應(yīng)是孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。

⑶體積密度和顆粒密度：應(yīng)是孔隙容積而不應(yīng)是顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。

⑷強度：即活性炭的耐破碎性。

⑸耐磨性：即耐磨損或抗磨擦的性能。

這些機械性質(zhì)直接影響活性炭應(yīng)用，例如：密度影響容器大??；粉炭粗細影響過濾；粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降；破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。

主要活化方法：

木炭、果殼炭、煤等原料經(jīng)造粒后，在1000℃下用水蒸氣、二氧化碳、進行活化的氣體活化法。

干燥后的原料用氯化鋅溶液浸漬，混合，在500~700℃下加熱，進行碳化或活化，稱為藥劑活化法。

活性炭的吸附性減弱后，可以再生。把活性炭置于容器里，通入一定壓力的水蒸氣，然后在一定量氧氣存在下，加熱到400 ℃，以除掉表面上的吸附物質(zhì)。

01

活性炭吸附法在水處理中的應(yīng)用

活性炭吸附廣泛應(yīng)用于在城市污水處理、飲用水及工業(yè)廢水處理。

顆粒活性炭常常應(yīng)用于吸附分子，顆粒活性炭吸附性決定應(yīng)用性，而吸附性和各種炭型的孔大小分布相關(guān)。以水蒸氣活化的泥煤基、 褐煤基和椰殼基粉狀活性炭為例：泥煤基活性炭具有微孔和中孔，顆?；钚蕴靠晒┒喾N應(yīng)用；褐煤基炭具中孔較多，顆?；钚蕴慷疫€有較大的中孔，提供優(yōu)良的可入性；椰殼基顆?；钚蕴恐兄饕俏⒖祝瑑H適用于低分子的去除。

利用化學(xué)品活化的顆?；钚蕴渴欠浅６嗫椎?，多在微孔和中孔范圍，但是，比較水蒸氣活化的活性炭、化學(xué)品活化的活性炭的孔表面是較少疏水性和較多負(fù)電荷。以擠壓型和破碎型粒狀活性炭為例：泥煤基擠壓型活性炭能制成各種不同孔大小分布的品種。顆?；钚蕴课⒖诪橹鞯钠贩N主要用于氣相應(yīng)用的黃金回收。既有微孔又有中孔的品種大都用于液相應(yīng)用，如水純化中吸附小分子和大分子的雜質(zhì)。

破碎型煤基顆?；钚蕴考嬗形⒖缀椭锌?，可供多種目的的應(yīng)用。褐煤基或椰殼基的粒狀活性炭與粉狀炭一樣具有相同的微孔和中孔結(jié)構(gòu)。活性炭的技術(shù)指標(biāo)非常重要：活性炭產(chǎn)品的性能指標(biāo)可分為物理性能指標(biāo)、活性炭化學(xué)性能指標(biāo)、顆?；钚蕴课叫阅苤笜?biāo)。三種性能指標(biāo)對活性炭的選擇和應(yīng)用都起到非常重要的作用?；钚蕴恐饕锢硇阅苤笜?biāo)有：形狀、外觀、比表面積、孔容積、比重、目數(shù)、粒度、耐磨強度、漂浮率等。

顆?；钚蕴恐饕瘜W(xué)性能指標(biāo)有：PH值、灰分、水分、著火點、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸鹽、酸溶物、醇溶物、鐵含量、鋅含量、鉛含量、砷含量、鈣鎂含量、重金屬含量、磷酸鹽等?；钚蕴恐饕叫阅苤笜?biāo)有：亞甲藍吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化炭吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值、飽和硫容量、穿透硫容量、水容量、 氯乙烷蒸汽防護時間、ABS值等。

1.城市污水處理

廢水中的一些有機物是難于為微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其產(chǎn)品、殺蟲劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機物，經(jīng)生化處理后很難達到對排放要求較高的水體中排放的標(biāo)準(zhǔn)，也嚴(yán)重影響廢水的回用，因此需要深度處理。

由于活性炭對有機物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的應(yīng)用，具有以下優(yōu)點：

①處理程度高，城市污水用活性炭進行深度處理后，BOD可降低99%，TOC可降到1～3mg/L。

②應(yīng)用范圍廣，對廢水中絕大多數(shù)有機物都有效，包括微生物難于降解的有機物。

③適應(yīng)性強，對水量及有機物負(fù)荷的變動有較強的適應(yīng)性能，可得到穩(wěn)定的處理效果。

④粒狀炭可進行再生重復(fù)使用，被吸附的有機物在再生過程中被燒掉，不產(chǎn)生污泥。

⑤可回收有用物質(zhì)，例如用活性炭處理含酚廢水，用堿再生吸附飽和的活性炭，可以回收酚鈉鹽。

⑥設(shè)備緊湊、管理方便。

2.飲用水深度處理中的應(yīng)用

活性炭吸附是建立在 常規(guī)給水處理基礎(chǔ)上，一般設(shè)置在砂過濾之后，也可與砂濾料組成雙層濾料過濾或以活性炭過濾代替砂過濾。

在利用活性炭吸附進行飲用水深度處理的過程中，發(fā)現(xiàn)在活性炭濾料上生長有大量的微生物，使出水水質(zhì)提高且再生延長，于是發(fā)展了一種經(jīng)濟有效的去除水中的微污染物質(zhì)的生物活性炭工藝，流程為原水—（加入混凝劑）—澄清—過濾（加入臭氧）再利用活性炭吸附，最后是出水。

1.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

2.有害物質(zhì)（如甲醛）

3.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。

4.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。

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其他用途

1、空氣凈化

2、污水處理場排氣吸附

3、飲料水處理

4、電廠水預(yù)處理

5、廢水回收前處理

6、生物法污水處理

7、有毒廢水處理

8、石化無堿脫硫醇

9、溶劑回收

10、化工催化劑載體

11、濾毒罐

12、黃金提取

13、化工品儲存排氣凈化

14、制糖、酒類、味精醫(yī)藥、食品精制、脫色

15、乙烯脫鹽水填料

16、汽車尾氣凈化

17、PTA氧化裝置凈化氣體

18、印刷油墨的除雜

19、甲烷制氫活性炭

20、電解鎳的提取

21、氨基酸的提取