活性炭知识普及

anan885

什么是活性炭？
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　　活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳等。这些含碳材料在活化炉中，在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成，而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的。根据IUPAC的定义，活性炭的孔隙的半径大小可分为：
* V7 p  k7 ~! b  C大孔 半径>20 000nm
* c( C: f* E8 l' ]% t! }过渡孔 半径150 ～20 000nm
" X: w" `6 L# n6 n微孔 半径< 150nm
　　活性炭的表面积主要是由微孔提供的，微孔的孔隙容积一般为0.25～0.9vml/g, 孔隙数量约为1020个/g，全部微孔表面积约为500～1500m2/g,通常以BET法计算。
活性炭从表观上分主要有两种：
! c8 I# M' {" K6 w& x: j/ N* i粉状活性炭: 粒度在1-150微米之间
粒状活性炭: 有不定型颗粒状和挤压成型柱状颗粒两种，粒度在0.5-4mm之间

活性炭是如何发挥作用的呢？
1 m/ q( n  ^5 H& j0 k! m% j4 P　　活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。
　　物理吸附主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是，这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭，从而适用于各种杂质吸收的应用。
　　除了物理吸附之外，化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。取一个典型的例子：水处理过程中活性炭可以与水中的亚氯酸盐发生反应使亚氯酸盐变成氯离子形式，从而达到去除水中亚氯酸盐的目的，使水不再有令人反感的味道和气味。
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3 K  I. ]0 l: o, \4 G" h活性炭手册
有关中国活性炭分类和主要活性炭品种的质量指标、试验方法的标准
6 z+ M5 t+ s8 I4 F7 z/ ^2 有关中国活性炭分类和主要活性炭品种的质量指标、试验方法的标准
( x- }% N! O. O( T2.1 中国（不包括台湾省,下同）活性炭产品命名法标准。
国家标准GB/12495-90,统一了中国活性炭命名标准。现摘录如表1和表2。
1 d3 W! J( H$ n& T% s组成活性炭型号的符号及意义
型号的部位        符 号        意 义
第一部分（制造原料）        Z        木质
' U, V# P- d  f$ p' V6 m' a        G        果壳
        M        煤质
2 D: N9 O9 `1 E) A        J        废活性炭
第二部分（制造方法）        H        化学法活化
        W        物理法活化
第三部分（外观形状）        F        粉状活性炭
        B        不定型颗料活性炭
        Y        园柱形活性炭
        Q        球形活性炭
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颗粒活性炭外观尺寸标准方法
% g' H: \) x" M- d- ^( V外观形状        标注方法        示 例        含 义
& H% U% i* B4 j0 k! @不定型        下限×上限        35×59        表示粒度范围为035～0.59mm
园柱形        横截面直径        30        表示园柱体横截面直径为3mm
$ X2 i& L/ [( f" J) d球形        直径        20        表示球体直径为2mm

7 [4 Z8 [, z; D  x2 p0 K% N$ a命名示例：
  "ZHF"表示该产品以木质为原料，用化学法活化制得的粉状活性炭，粉状活性炭一般不要求标注粒度大小。用户有特别要求者可注明××%通过×××目字样。
  "MWY15"表以煤质为原料，用物理法活化制得的园柱形颗粒活性炭，园柱横截面直径为1.5mm。

4 V  _% b: W+ Q$ C) y, d3 z2.2 中国主要活性炭品种的质量指标和质量试验方法标准。
0 p! {6 p( I3 o. \: A# d  中国的活性炭品种经过约半个世纪左右,已从原来的一、二个发展到现在的近百个，但进入全国统一标准的为数不多，绝大部分仍然是部门标准、地方标准，有一部分是生产和使用企业相互约定的标准。现将属于国家标准的活性炭品种的质量指标及其试验方法标准号列于表3、4、5。

中国活性炭质量指标国家标准号
0 |" f& B: F0 u6 D9 ^活性炭名称        国家标准号
木质精用颗料活性炭        GB/T13803.1-1999
木质净水用活性炭        GB/T13803.2-1999
- j" e& k- f; D2 ^0 b! X) |糖液脱色用活性炭        GB/T13803.3-1999
针剂用活性炭        GB/T13803.4-1999
, m9 w/ _" r- O5 a1 c3 P/ Q% P乙酸乙烯合成触煤截体活性炭        GB/T13803.5-1999
脱硫用煤质颗粒活性炭        GB/T7701.1-1999
回收溶剂用煤质颗粒活性炭        GB/T7701.2-1999
% ~$ D" [- ^: y. T8 k触媒截体用煤质颗粒活性炭        GB/T7701.3-1999
净化水用煤质颗料活性炭        GB/T7701.4-1999
9 O% ^+ D/ F1 y3 p2 Q# t净化空气用煤质颗粒活性炭        GB/T7701.5-1999
防护用煤质颗粒活性炭        GB/T7701.6-1999
& n8 i7 Z4 n; H- i& @5 W高效吸附用煤质颗粒活性炭        GB/T7701.7-1999
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6 \% D$ e+ ]) B+ v4 ~中国木质活性炭试验方法的国家标准
指标名称        国家标准号
表观密度的测定        GB/T12496.1-1999
粒度分布的测定        GB/T12496.2-1999
" q6 N3 l# {& T, Z. O; g灰分含量的测定        GB/T12496.3-1999
水分含量的测定        GB/T12496.4-1999
( n7 m( A. ^7 `* @7 _$ A四氯化碳吸附率（活性）的测定        GB/T12496.5-1999
  P! w. H1 u! Y# {( t" S$ S( i强度的测定        GB/T12496.6-1999
PH值的测定        GB/T12496.7-1999
碘吸附值的测定        GB/T12496.8-1999
) u5 F+ l' G) L( R焦糖脱色率的测定        GB/T12496.9-1999
  A3 N. A4 j9 u7 p  I) U3 M亚甲基蓝吸附值的测定        GB/T12496.10-1999
GB/T12496.1-1999苯酸吸附值的测定        GB/T12496.11-1999
未炭化物的测定        GB/T12496.12-1999
氰化物的测定        GB/T12496.13-1999
8 H% O& w" f% k硫化物的测定        GB/T12496.14-1999
/ I. u, \: a- Q5 I, o3 i5 A$ A) S氯化物的测定        GB/T12496.15-1999
/ P% X3 R7 J9 w8 m  I硫酸盐的测定        GB/T12496.16-1999
$ I1 e% m6 k6 \1 G酸溶物的测定        GB/T12496.17-1999
0 u. a2 H! g8 o2 W$ R$ M% J6 `& l铁含量的测定        GB/T12496.18-1999
锌含量的测定        GB/T12496.19-1999
钙镁含量的测定        GB/T12496.20-1999
重金属的测定        GB/T12496.21-1999

) o4 k! S: T4 l$ u- p6 ^中国煤质颗粒活性炭试验方法的国家标准
指标名称        国家标准号
水分的测定        GB/T7702.1-1997
/ v. O9 M- |/ _" L粒度的测定        GB/T7702.2-1997
强度的测定        GB/T7702.3-1997
装填密度的测定        GB/T7702.4-1997
, [+ e! k* Y+ F$ A水容量的测定        GB/T7702.5-1997
亚甲蓝吸附值的测定        GB/T7702.6-1997
- n1 i  M' Y& F; n; b; u0 \3 Z碘吸附值的测定        GB/T7702.7-1997
苯酸吸附值的测定        GB/T7702.8-1997
着火点的测定        GB/T7702.9-1997
防护时间的测定        GB/T7702.10-1997
苯蒸气防护时间的测定        GB/T7702.11-1997
氯乙烷蒸气防护时间的测定        GB/T7702.12-1997
/ K1 z/ p; O: k$ H8 x0 M四氯化碳吸附率的测定        GB/T7702.13-1997
饱和硫容量的测定        GB/T7702.14-1997
灰分的测定        GB/T7702.15-1997
: n$ i- `1 E. J6 e1 l! L1 ]% `PH值的测定        GB/T7702.16-1997
: x- Q& e& d3 {/ H; j漂浮率的测定        GB/T7702.17-1997
焦糖脱色率的测定        GB/T7702.18-1997
四氯化碳脱附率的测定        GB/T7702.19-1997
7 L: \' J4 n$ L1 ~! L8 L7 X" H孔容积的测定        GB/T7702.20-1997
0 Z8 F2 o; w0 F; D9 ~/ r1 K1 q比表面积的测定        GB/T7702.21-1997
穿透硫容量的测定        GB/T7702.22-1997

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