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活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭按原料来源可分为：木质活性炭、果壳活性炭、兽骨/血活性炭、矿物原料活性炭、合成树脂活性炭、橡胶/塑料活性炭、再生活性炭等；活性炭按外观形态可分为：粉状、颗粒状、不规则颗粒状、圆柱形、球形和纤维状等。活性炭的应用极其广泛，其用途几乎涉及所有的国民经济部门和人们日常生活，如水质净化、黄金提取、糖液脱色、药品针剂提炼、血液净化、空气净化、人体安全防护等。
一、吸附分离原理* n4 p 在两相介面上，一相中的物质或溶解在其中的溶质向另一相转移和积聚，使两相中物质浓度发生变化的过程称为吸附过程，既可以生在液固介面，也可以发生在气固介面上。能够将其他物相中的某一组分有选择性地富集到自身表面的物质称为吸附剂，被吸附的物质为吸附质。所谓介面，通俗地讲也就是表面，因此，吸附其实可以看成一种表面现象，吸附剂的吸附性能与其表面特性有密切的关系。如比表面积。比表面积越大，吸附能力越强，通常比表面积随物质多孔性的增大而增大。/ `- T4 s k* Y7 w- Z: |
典型的吸附分离过程包含四个步骤：首先，将待分离的料液（或气体）通入吸附剂中；其次，吸附质被吸附到吸附剂表面，此时吸附是有选择性的；第三，料液流出；第四，吸附质解吸回收后，将吸附剂再生。 根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为成物理吸附、化学吸附和交换吸附三种类型。

二、活性炭的制造
活性炭作为一种价廉易得的固体吸附剂，在实际生产生活中均得到广泛应用。9 e9 P, R. T1 F# I
活性炭是用含碳为主的物质，如煤、木屑、果壳以及含碱的有机废渣等作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。其制造过程大致分为三步：( p( l9 C" a( c( P
1、干燥：原料在120～130℃情况下脱水。2、炭化：加热温度在170℃以上时，原料中有机物开始分解，到400～600℃时炭化分解完毕。3、活化：原料中的有机物炭化后，残图在炭基本结构的微孔中，使微孔堵塞。在高温条件下通入活化气，在缺氧情况下使残留炭发生水煤气反应，使微孔扩大，得到多孔结构的活性炭。
三、活性炭的分类
由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同，活性炭的种类（品种）很多，到目前为止尚无精确的统计材料，估计世界上活性炭品种不下千种。 3 v9 O+ k' X+ U7 B" v1 z
1.按原料来源分：v: R: I$ R3 E; u ~
1、木质活性炭 5 2 、兽骨、血炭 3、 矿物质原料活性炭$ W, 4、 其它原料的活性炭 5 再生活性炭 : Z; Z3 c" M& i' |+ i; Q7 B7 f
按活化控制方法分
1 化学法活性炭（化学炭）) ：2 物理法活性炭 3 化学--物理法或物理--化学法活性炭(

3.按外观形状分 1 ^5 Z9 [ Q1 M( s2 o7 u1 j: f
1 、粉状活性炭 2 、颗粒活性炭、不定型颗粒活性炭 3、园柱形活性炭 4、球形活性炭 5、其它形状的活性炭

4.按应用场合分
前面已提及活性炭广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的日常生活，正因为如此，按活性炭应用场合进行分类是很困难的，问题在于同一种活性炭可以应用于多种场合，而某种场合又可以用多种活性炭达到相同的目的。人们往往是由应用来获得对活性炭的认识的，所以往往在活性炭词语前冠以×××活性炭，这也成为约定俗成的活性炭的模糊分类方法，如糖用活性炭、针剂活性炭、味精活性炭、净水活性炭等等。

四、活性炭的特性
活性炭在制造过程中，挥发性有机物去除后，晶格间生成的空隙形成许多形状和大小不同的细孔。这些细孔壁的总表面积(即比表面积)一般高达500～1700m2/g，这就是活性炭吸附能力强、吸附容量大的主要原因。
细孔构造随原料、活化方法、活化条件不同而异，一般可以根据细孔半径的大小分为3种：1、大微孔：半径1000～100000Å；2、过渡孔：20～2000 Å；3、小微孔：约20 Å。8 |3 B3 E7 w* t t0 c* X8 D0 k
一般来说，以煤为原料制造的活性炭通常采用以水蒸气或二氧化碳气体为介质的物理法活化，产品的形状以颗粒状为主，其孔径分布以微孔居多，更适合于吸附液相和气相中分子量和分子直径较小的物质，吸附性能指标通常以亚甲蓝吸附值和碘吸附值表示。) P' X8

以木屑为原料制造的活性炭通常采取化学法活化，产品的形状以粉状为主，其孔径分布可通过调节化学活化剂的配比来进行控制，比较灵活，既可以制造出孔径分布以微孔居多的产品，也可制造出孔径分布中孔（过渡孔）占较大比例的产品，其中后者比较适合于吸附液相中分子量和分子直径较大的物质，吸附性能指标以焦糖脱色率表示。: n. W4 Y8 y# r3 d& R% @ f
以果壳类为原料制造的活性炭通常采取以水蒸气或二氧化碳气体为介质的物理法活化，产品的形状以颗粒状为主，由于其特殊材质的因素，其孔径分布介于上述两类活性炭之间，因此其应用范围更为广泛，缺点是受国内原材料的限制，成品较高。

五、活性炭的性能指标' f. K) o/ A( o) j: j4 I7 K6 U9 g
活性炭产品的性能指标可分为物理性能指标、化学性能指标、吸附性能指标。三种性能指标对活性炭的选择和应用都起到非常重要的作用。# h6 N/ K/ V- N3 ~
主要物理性能指标有：形状、外观、比表面积、孔容积、比重、目数、粒度、耐磨强度、漂浮率等。
主要化学性能指标有：PH值、灰分、水分、着火点、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸盐、酸溶物、醇溶物、铁含量、锌含量、铅含量、砷含量、钙镁含量、重金属含量、磷酸盐等。2 g1 G# C" B- v) R T2 X \
主要吸附性能指标有：亚甲蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值、饱和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防护时间、ABS值等。

六、活性炭的吸附原理% J0 Q2 W2 S/ U9 h9 j C3 G
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。; }, A/ m6 A+ u/ K/ b0 H% e
活性炭的吸附正是上述二种吸附综合作用的结果。
当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时,即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时,此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化,而达到了平衡,则此时的动平衡称为活性炭吸附平衡,此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。$

七、影响活性炭吸附性能的因素

1、操作不当时，活性炭对制剂质量的影响
2、 选择的活性炭质量达不到要求标准
3、 活性炭在使用之前未进行适当的活化处理. w%

4、 活性炭的用法对制剂质量的影响:

5 、

6、不同温度时．活性炭对制剂质量的影响 7 、 活性炭的用量对制剂质量的影晌+

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