臨朐縣海源活性炭廠位于山東濰坊市，坐落在江北鋁合金之都：臨朐縣
本廠生產(chǎn)的活性炭有木質(zhì)和煤質(zhì)和果殼。產(chǎn)品20多個(gè)品種，適應(yīng)于不業(yè)的需求，比如中用來(lái)過(guò)濾氣體，工業(yè)上用來(lái)脫色、使溶液純凈，醫(yī)藥上用來(lái)吸收胃腸中的、細(xì)菌或氣體。活性炭與蜂窩狀活性炭應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)展，應(yīng)用數(shù)量不斷遞增。吸附能力的炭，是把硬木、果殼、骨頭等放在密閉的容器中燒成炭再增加其孔隙后制成的。中用來(lái)過(guò)濾氣體，工業(yè)上用來(lái)脫色、使溶液純凈，醫(yī)藥上用來(lái)吸收胃腸中的、細(xì)菌或氣體。活性炭與蜂窩狀活性炭應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)展，應(yīng)用數(shù)量不斷遞增?；钚蕴烤哂泻艽蟮谋砻娣e(500～1000m2/g)，有叫強(qiáng)的吸附性能，能在它的表面上吸附氣體、液體或膠固體；對(duì)于氣體、液體，吸附物質(zhì)的質(zhì)量可接近于活性炭本身的量。其吸附作用具有選擇，性物質(zhì)比性物質(zhì)更易于吸附。在同一系列物質(zhì)中，沸點(diǎn)的物質(zhì)越容易被吸附，壓強(qiáng)越大溫度越低濃度越大，吸附量越大。反之，減壓，升溫有利于氣體的解吸。常用于氣體的吸附、分離和提純，溶劑的回收，糖液、油脂、甘油、藥物的脫色劑，飲用水及冰箱的除臭劑，面具，還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體。可用木材、泥炭、堅(jiān)果殼等為原料，經(jīng)干活化處理后得到活碳。 我廠生產(chǎn)的活性炭，以本地山楂殼、淘客、核桃殼、酸棗殼為原料，生產(chǎn)廢氣用蜂窩炭和顆粒碳，廉、質(zhì)量穩(wěn)定，現(xiàn)如今空氣、水和土壤污染對(duì)人類(lèi)健康、 動(dòng)植物產(chǎn)生嚴(yán)重危害，已引起當(dāng)今社會(huì)的廣泛關(guān)注。活性炭對(duì)工業(yè)廢氣氣體污染物、具有較強(qiáng)的吸附能力，是一種可再生的吸附材料。在水污染如此嚴(yán)重的，活性炭能有效地去除水中大多數(shù)有機(jī)污染物、重金屬、臭味及色度，在污水凈化領(lǐng)域具有重要的科學(xué)意義和的應(yīng)用前景?；钚蕴渴且环N多孔性物質(zhì)， 憑借其微孔吸附不僅可以吸附脫色除嗅，還可以有效地吸附一些， 去除水中的致突變物質(zhì)，因而，在水污染治理方面引起各國(guó)科研學(xué)者及環(huán)保工作人士的廣泛關(guān)注。目前，活性炭纖維作為一種水處理材料，已經(jīng)成為常規(guī)凈化水成熟有效的方法之一，可用于水質(zhì)凈化、廢水處理、重金屬回收等方面。活性炭還可作為酸性土壤改良劑廢氣吸附活性炭是一種用于處理工業(yè)廢氣的材料，通過(guò)其吸附能力將廢氣中的有害物質(zhì)吸附在活性炭表面，從而凈化排放的廢氣。廢氣吸附活性炭通常用于燃煤電廠、化工廠、汽車(chē)尾氣處理等產(chǎn)生廢氣的工業(yè)領(lǐng)域，可以有效地降低廢氣中的有害物質(zhì)排放，保護(hù)環(huán)境和人類(lèi)健康

山東臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來(lái)，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：各種型號(hào)用途活性炭，廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過(guò)濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠，是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào)，覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境，產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)全國(guó)，質(zhì)量穩(wěn)定如一，初心不改，一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
地址：山東臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村
一、原材料準(zhǔn)備及制備工藝
目前，采用KOH法生產(chǎn)的活性炭主要的工業(yè)化應(yīng)用是超級(jí)電容器領(lǐng)域，采用的主要原料是椰殼。當(dāng)然，采用其他生物質(zhì)原料經(jīng)KOH活化后用作超級(jí)電容器及其他應(yīng)用領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)也較多。
Teo 等[5]將稻殼先使用NaOH溶液浸漬24h，經(jīng)過(guò)濾后再通過(guò)烘箱熱處理24h，烘干料在400℃下炭化4h后再次使用NaOH溶液常溫下浸漬20min除去稻殼炭化料中的痕量硅，獲得較純凈的稻殼炭化料。按照絕干質(zhì)量浸漬比為5:1(KOH:稻殼炭化料)將KOH與稻殼炭化料混勻，于850℃活化1h，獲得了BET比表面積為2696m/g且總孔容積為1.496cm/g的活性炭。將此碳材料用于超級(jí)電容器領(lǐng)域，在6mol/LKOH電解液中可獲得147F/g的比電容和5.11W·h/kg的能量密度。研究還認(rèn)為，此碳材料表現(xiàn)出較低的電阻率主要是因?yàn)樘拷Y(jié)構(gòu)中豐富的C一C鍵和較低的氧含量。
Govind Sethia等[26]采用KOH活化法制備了平均孔徑在0.59nm高摻氮(22.3%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))活性炭，并表現(xiàn)出優(yōu)良的儲(chǔ)氫能力，在溫度為77K和壓力為1bar(1bar=10Pa)的情況下，可達(dá)到2.94%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，活性炭?jī)?chǔ)氫能力與超微孔(0.5~0.7nm)容積成正相關(guān)，但與總比表面積和總孔容不成正相關(guān)。
Acosta R等[27]采用KOH來(lái)活化廢舊輪胎提油后的熱解殘?zhí)恐苽浠钚蕴縼?lái)處理水體中的抗生素類(lèi)藥物四環(huán)素。動(dòng)力學(xué)研究數(shù)據(jù)表明，此類(lèi)活性炭吸附四環(huán)素屬于偽二階動(dòng)力學(xué)模型，制備的活性炭去除四環(huán)素的能力優(yōu)于商業(yè)活性炭，吸附能力可達(dá)312mg/g。因此，由廢舊輪胎提油殘?zhí)恐苽浠钚蕴慨a(chǎn)品用于其他領(lǐng)域，可以增加此行業(yè)的經(jīng)濟(jì)附加值。
Yang等[28]以開(kāi)心果殼為原料，利用KOH為活化劑，與在500℃下炭化2h的絕干炭化料按照浸漬比為0.5:1混合均勻，在800℃活化溫度下停留3h，獲得了BET 比表面積為2259.4m2/g且總孔容積為1.10cm/g的活性炭，認(rèn)為過(guò)高的活化溫度和浸漬比會(huì)導(dǎo)致炭結(jié)構(gòu)的垮塌并使微孔向著中孔和大孔轉(zhuǎn)變。

山東臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來(lái)，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：各種型號(hào)用途活性炭，廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過(guò)濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠，是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào)，覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境，產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)全國(guó)，質(zhì)量穩(wěn)定如一，初心不改，一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。地址：山東臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村
活性炭炭活化炭活化是制取活性炭的一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程。炭活化設(shè)備有內(nèi)熱式和外熱式回轉(zhuǎn)爐。日本使用外熱式較多，中國(guó)普遍使用的是內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐。熱式與內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐的主要區(qū)別在于前者的高溫氣流與物料不直接接觸，而靠爐壁輻射加熱物料，這種爐型有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。但對(duì)制造回轉(zhuǎn)爐的材料有較高要求，日本用的是Fe-Cr合金材料制作。后者則是高溫?zé)煔饬髦苯蛹訜嵛锪?，?guó)內(nèi)常用的內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)可參考磷酸法活性炭生產(chǎn)
回轉(zhuǎn)爐為臥式，簡(jiǎn)體用碳鋼鋼板制成，為防止物料與鋼板直接接觸，同時(shí)避免影響產(chǎn)品質(zhì)量和腐蝕設(shè)備，需要內(nèi)襯耐火磚。在中部外套大齒輪，借以推動(dòng)簡(jiǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)，兩端各有一對(duì)托輪，支承簡(jiǎn)體質(zhì)量。為防止氣體外逸、污染操作環(huán)境，爐頭和爐尾均安裝密封裝置，安裝時(shí)須保持一定的傾斜度(一般為一°)，使物料能從爐尾向爐頭移動(dòng)，高溫?zé)犸L(fēng)由爐頭進(jìn)入，與物料逆流接觸達(dá) 配料(或隆績(jī))配料是將工藝術(shù)屑和工藝氯化鋅溶液進(jìn)行混合，混合是為了將木別與氯化鋅溶液反復(fù)攪拌揉壓，使混合均勻，加速氧化鋅溶液向木展內(nèi)部的滲造，混合是在混合機(jī)中進(jìn)行的，混合機(jī)是用耐酸鋼制成的半圓形槽、內(nèi)有一對(duì)之字形的攪拌器，除了此方法可以達(dá)到浸清目的外，也可通過(guò)其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)，如雙螺桿絞龍、回轉(zhuǎn)爐等。

山東臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來(lái)，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：各種型號(hào)用途活性炭，廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過(guò)濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠，是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào)，覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境，產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)全國(guó)，質(zhì)量穩(wěn)定如一，初心不改，一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
地址：山東臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村、活性炭添加量
添加量是影響活性炭液相吸附性能的一個(gè)重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果，但是也會(huì)增加吸附過(guò)程中的吸附阻力。因此，要確定合理的添加量，大限度地發(fā)揮活性炭的吸附性能，達(dá)到理想的吸附效果。
佳添加量可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究確定，但實(shí)踐證明，生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際使用量通常比實(shí)驗(yàn)室獲得的添加量要少，原因尚不明確，需要進(jìn)一步研究。因此，對(duì)于活性炭添加量的確定，通常是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。由于每次使用的工況不一樣，且每批活性炭的性能也不同，這就需要構(gòu)建一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐使用之間的比例關(guān)系，同時(shí)輔以操作者的成熟經(jīng)驗(yàn)。一般來(lái)說(shuō)，在添加炭樣5~10min 后進(jìn)行取樣觀察，判斷是否正確[9])。
二、時(shí)間
脫色或精制所需的時(shí)間，受許多因素影響，如炭的粒度、炭的用量、液體溫度和黏度等，一般需要10~60min(10,11]。炭越細(xì)或用炭量越多則時(shí)間越短，當(dāng)液體黏度大或用炭量很少時(shí)則時(shí)間就長(zhǎng)些。對(duì)給定的色素和給定的活性炭種類(lèi)，在同一條件下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，單位質(zhì)量的活性炭對(duì)色素的吸附變化并不大。表5-1為三種色素在溶液的平衡濃度為0.1mmol/L時(shí)，在25℃時(shí)，活性炭對(duì)色素的吸附量隨時(shí)間變化的情況。

山東臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來(lái)，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：各種型號(hào)用途活性炭，廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過(guò)濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠，是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào)，覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境，產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)全國(guó)，質(zhì)量穩(wěn)定如一，初心不改，一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
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納米活性碳纖維及其制備
活性碳纖維是以有機(jī)纖維為前驅(qū)體，通過(guò)不同方法制得的一種新型功能性纖維，其具有成型性好，耐酸、堿，電導(dǎo)性與化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，活性碳終維不僅比表面積大，孔經(jīng)適中，分布均勻、吸附速度快，而且具有多種形態(tài)。活性碳纖維在催化、吸附方面表現(xiàn)出特的性能特征，加之本身所具有的孔幼構(gòu)、孔分布、微孔表面積以及表面化學(xué)等特征，使之具有的開(kāi)發(fā)價(jià)值，
濱州活性碳纖維是一種表面納米粒子，是由不規(guī)則的結(jié)構(gòu)與納米空間混合組成的體系，由于其纖維直徑細(xì)，與被吸附物的接觸面積大且均勻，吸附材料可以得到充分利用，納米活性碳纖維吸附，且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細(xì)的表態(tài)，孔隙直接開(kāi)口在纖維表面，縮短了吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑，且該材料本身的外表面積較內(nèi)表面積高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。臨朐縣海源活性炭廠納米活性碳纖維具有微孔形結(jié)構(gòu)，孔徑分布窄，特殊的細(xì)孔呈單分散分布，由不同尺寸的微細(xì)孔隙組成其結(jié)構(gòu)，中孔、小孔擴(kuò)散呈現(xiàn)出多分散型分布，在各細(xì)孔結(jié)構(gòu)中的差別較大，其主要原因是由于原料的不同。在納米活性碳纖維中無(wú)大孔，只有少量的過(guò)渡孔，微孔分布在纖維表面，因此吸附速率較快，納米活性碳纖維絲束的空間起大孔作用，可以對(duì)氣相與液相物質(zhì)進(jìn)行較好的吸附作用，活性碳纖維外比表面積大，吸脫速度快，為粒徑活性炭10~100倍。細(xì)孔的平均孔徑和細(xì)孔容積隨著比表面積增大而增加，吸附容量也隨之增大。
多孔碳材料(porogs cerbon matenat:PCM，集用具有豐富禮維紡構(gòu)材料，這類(lèi)材料以濱州活性炭為代表，很早以前就被廣泛應(yīng)用為繳附劑，近年來(lái)箱君具有不同形態(tài)特征粉、粒、塊、箱、纖維及具織物，治動(dòng)能轉(zhuǎn)殊的多孔帶材料的不斷開(kāi)發(fā)，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬，由于該材料不僅對(duì)某熱化學(xué)反西具有明顯的催化活性，同時(shí)又可與金屬活作組分進(jìn)行展的相互作用。加名 PCM還具有成本低，比者面積和孔結(jié)構(gòu)可控，通過(guò)炭載體侑燃保從虛催化用中回收貴金屬等優(yōu)勢(shì)，因此無(wú)論是作為催化劑還是催化劑載體，需表現(xiàn)出廣銷(xiāo)的應(yīng)用前景，張引枝等軟催化領(lǐng)域中所用PCM的制備，特件，具催化和載體功能以及一些催化反應(yīng)的實(shí)例作了詳細(xì)的綜述,
在催化領(lǐng)域中所用PCM大致可分為普通動(dòng)性炭、聚臺(tái)物衍生炭和發(fā)展復(fù)合物。早期PCM多是利用果殼，果核、木材，各種牌號(hào)的煤炭，煤供油和重質(zhì)油瀝青等原料，經(jīng)炭化和物理或化學(xué)活化制成，因天然原料所含雜質(zhì)殘留于 PCM中會(huì)催化不希望的副反應(yīng)發(fā)生，且采用天然原料不便對(duì)所得PCM的孔結(jié)構(gòu)及形態(tài)進(jìn)行調(diào)控，因此，目前PCM的制備原料多采用合成樹(shù)脂，有成纖維。
在合成聚合物時(shí)，通過(guò)選擇交聯(lián)劑或致孔劑可合成具有較大孔結(jié)構(gòu)和比者面積的共聚物，這類(lèi)前驅(qū)體中所具有的較大孔隙經(jīng)炭化活化后仍可保留至終的PCM中，利用磺化苯乙烯二乙烯基苯形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)其聚物在氮?dú)庵刑炕?200℃可以制得平均孔大小在30nm的各向同性硬質(zhì)炭，以糠醇，液體致孔劑二甘醇或聚乙二醇，分散劑以及固化劑對(duì)甲基苯磺酸為原料，由糖醇的部分聚合，液體成孔劑揮發(fā)可以形成狹窄的大孔，將其炭化所得的PCM中也保留了該孔結(jié)構(gòu)，
PCM由于含有較多的微品，放處于棱面邊緣的碳原子較多具有較高的反應(yīng)性，易與其他元素反應(yīng)形成支配表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)物種，通常主要是與氧反應(yīng)形成各種含氧官能團(tuán)，通過(guò)測(cè)定活性表面積可以對(duì)這些形成官能團(tuán)活性點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行估計(jì)，其程度與碳材料中的微晶點(diǎn)及其排列以及表面缺陷數(shù)有關(guān)。低溫?zé)崽幚?≤1500K)的活性點(diǎn)可能占有更高的總表面積，對(duì)活性炭來(lái)說(shuō)可能達(dá)20%~40%，作為PCM之一的炭黑，表面存在的氧化物，包括有羧基，酚羥基等酸性官能團(tuán)，預(yù)基、醒基以及由醌基和預(yù)基縮合形成的內(nèi)酯基等中性官能團(tuán),還包括氧萘狀化
合物等堿性氧化物。其他各種碳材料也呈現(xiàn)出類(lèi)似的表面氧化物情況，
活性碳材料包括了大量的具有不同物理化學(xué)性能和不同形狀的產(chǎn)品，可以

活性炭是一類(lèi)重要的林產(chǎn)化工產(chǎn)品，因具有的比表面積和優(yōu)良的選擇性吸附能力，在工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活中發(fā)揮著不可或缺的作用。 我國(guó)活性炭工業(yè)經(jīng)歷了50余年的發(fā)展，取得了令人矚目的成績(jī)，尤其在生產(chǎn)設(shè)備機(jī)械化、生產(chǎn)工藝自動(dòng)化、生產(chǎn)過(guò)程清潔化、生產(chǎn)能耗節(jié)約化等諸多方面都取得了令人驕傲的成果，已經(jīng)跨入世界活性炭行業(yè)的前列。我國(guó)活性炭年產(chǎn)量已超過(guò)60萬(wàn)噸，出口量占一半以上，是名副其實(shí)的世界活性炭生產(chǎn)和出口的大國(guó)。
活性炭，是一個(gè)歷史悠久的產(chǎn)品;活性炭行業(yè)，是我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)體系中一個(gè)新興的工業(yè)?；钚蕴恐阅芙?jīng)久不衰，至今仍煥發(fā)著蓬勃的發(fā)展勢(shì)頭和活力，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從傳統(tǒng)的制糖、制藥、食品、輕工、醫(yī)藥、冶金、化工、兵工等領(lǐng)域，逐漸向著與人類(lèi)生存環(huán)境息息相關(guān)的環(huán)保、凈水、新能源、電子信息、原子能、生物工程、納米新材料等高新科技領(lǐng)域滲透擴(kuò)展，具有更為廣闊的新用途。因此，無(wú)論在理論研究方面，還是在制造工藝、應(yīng)用技術(shù)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)備改進(jìn)等方面，始終吸引著科技人員為不斷加深對(duì)活性炭的認(rèn)識(shí)而探索。
本書(shū)包含活性炭的主要特征、用途、吸附理論、制備方法、設(shè)備及應(yīng)用等方面。內(nèi)容豐富、充實(shí)、新穎、通俗易懂，還包含了作者的研究成果、經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，具有重要的參考價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
往昔崢嶸，任重道遠(yuǎn)。我們相信，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活質(zhì)量需求的不斷提高，活性炭事業(yè)將會(huì)更加受到人們的關(guān)注，并產(chǎn)生更加廣泛的影響。希望我國(guó)活性炭科研工作者加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、加快新產(chǎn)品研發(fā)，為推動(dòng)世界活性炭及相關(guān)應(yīng)用行業(yè)的進(jìn)步和促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
活性炭是由含碳原料經(jīng)炭化、活化加工制備而成，具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和豐富的表面化學(xué)基團(tuán)，選擇性吸附能力較強(qiáng)的碳材料。活性炭具有良好的再生性能，可以循環(huán)使用，在石油化工、食品、醫(yī)藥、軍工乃至航空航天等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)的重要的吸附材料。近年來(lái)，隨著環(huán)保、醫(yī)藥、儲(chǔ)能等行業(yè)的快速發(fā)展，活性炭的市場(chǎng)需求不斷增加，我國(guó)活性炭的生產(chǎn)量和出口量均已達(dá)到世界。
經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，活性炭領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了很多新的生產(chǎn)技術(shù)，如物理法-化學(xué)法活性炭一體化生產(chǎn)技術(shù)，活性炭工業(yè)生產(chǎn)中化、低消耗、智能化的生產(chǎn)技術(shù)以及活性炭的再生生產(chǎn)技術(shù)等。同時(shí)，活性炭在氣相吸附、液相吸附、能源儲(chǔ)存和作為催化劑載體等方面的應(yīng)用也取得很大的進(jìn)展，全球活性炭行業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。目前，活性炭的研制更多的是著眼于拓展應(yīng)用領(lǐng)域，因此，有針對(duì)性地研制具有特殊吸附性能的活性炭新品種、根據(jù)吸附質(zhì)的特征選擇合適的活性炭及低成本制備方法、開(kāi)發(fā)活性炭清潔再生工藝與設(shè)備以達(dá)到循環(huán)利用等方面均是重要的研究方向。
本書(shū)主要是基于活性炭研究領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展成果，結(jié)合作者多年的研究和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成。在對(duì)活性炭的主要特征、用途、吸附理論進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹的基礎(chǔ)上，闡述了化學(xué)法制備技術(shù)與裝置、物理法制備技術(shù)與裝置、活性炭的再生技術(shù)和設(shè)備、活性炭在氣相以及在醫(yī)藥、防輻射、電子行業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)活性炭行業(yè)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了歸納整理，并對(duì)活性炭標(biāo)準(zhǔn)化工作提出了展望。

活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)
①孔隙結(jié)構(gòu)的形態(tài)?；钚蕴康目紫妒窃诨罨^(guò)程中，基本微晶之間清除了各種含碳化合物和無(wú)序碳(有時(shí)也從基本微晶的石墨層中除去部分碳)之后產(chǎn)生的孔隙，孔隙的大小、形狀和分布等因制備活性炭的原料、炭化及活化的過(guò)程和方法等不同而有所差異，不同的孔隙結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮出相應(yīng)的功能。1960年杜比寧把活性炭的孔分為大孔(孔徑大于50nm)、中孔(或稱(chēng)過(guò)渡孔，孔徑2~ 微孔 50nm)和微孔(孔徑小于2nm)三類(lèi)，這個(gè)方案已被國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(International Union of Pure and Applied ，中孔 Chemistry，IUPAC)所接受。在活性炭中這三類(lèi)大小不同的孔隙是互通的，呈樹(shù) -大孔狀結(jié)構(gòu)。
活性炭的孔道結(jié)構(gòu) 通過(guò)高分辨透射電子顯微鏡研究表明，活性炭中的微孔是活性炭微晶結(jié)構(gòu)中彎曲和變形的芳環(huán)層或帶之間的具有分子尺寸大小的間隙?？紫兜男螤钍切螒B(tài)各異的，使用不同的研究方法發(fā)現(xiàn):有些是一端封閉的毛細(xì)管孔或兩端敞開(kāi)的毛細(xì)管孔，有些孔隙具有縮小的入口(瓶狀孔)，還有一些是兩平面之間或多或少比較規(guī)則的狹縫狀孔、V形孔等。
杜比寧分類(lèi)中大孔的內(nèi)表面能發(fā)生多層吸附，但在活性炭中，由于它的比例很小，所以大部分作為通路供吸附質(zhì)分子進(jìn)入吸附部位，但它可以決定吸附速率，因此在實(shí)際應(yīng)用中也是很重要的。過(guò)渡孔在很多情況下和大孔相同，也是作為吸附質(zhì)的通路從而支配吸附速率，但是過(guò)渡孔的作用卻不是單純的，它還可以作為不能進(jìn)入微孔的大分子的吸附部位?；钚蕴康奈阶饔么蟛糠质峭?br />

活性炭比表面積吸附現(xiàn)象發(fā)生在固體的表面，物體吸附能力的強(qiáng)弱很大程度上取決于比表面積的大小。有很多分析方法可以用來(lái)測(cè)定比表面積，其中常用的是BET法。此外還有流通法、液相吸附法、潤(rùn)濕熱法。除此之外，通過(guò)置射線小角散射也能測(cè)定比表面積，但是BET法還是在測(cè)定活性炭比表面積方法中常用的。應(yīng)用此法測(cè)定的活性炭的比表面積一般為1000m2/g。
活性炭的分類(lèi)
根據(jù)制造方法、外觀形狀、用途功能以及孔經(jīng)大小的不同，可以將活性炭分為不同種類(lèi)。從形態(tài)來(lái)看，可以分為顆粒活性炭和粉狀活性炭，而顆粒活性酸叉可分為無(wú)定形和定形兩大類(lèi);依據(jù)原料的不同，可以將活性炭分為焦木質(zhì)、石油、煤質(zhì)和樹(shù)脂活性炭;根據(jù)使用功能的不同又可以分為液體吸附、催化性能、氣體吸附活性炭;從制造方法來(lái)劃分，又分為物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)生活性炭。
從外觀形狀上分類(lèi)。

對(duì)于活性炭及其原料炭化物中所含有的揮發(fā)分?jǐn)?shù)量的測(cè)定，通常采用的方法是將試樣放在鉑金坩堝中，避免與空氣接觸，在900℃下加熱7min，求出加熱減量占原試樣的百分比，并從該百分比中減去同時(shí)進(jìn)行測(cè)定得到的水分值(干燥減量)以后，便得到試樣的揮發(fā)分含量，灰分(強(qiáng)熱殘分)的測(cè)定方法是將干燥過(guò)的試樣放在瓷坩堝中，并置于高溫電爐內(nèi)，將其溫度調(diào)至800~900℃對(duì)樣品進(jìn)行灰化，殘留物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為灰分，固定碳確定是以干燥試樣作為，減去灰分與揮發(fā)分所得到的數(shù)值，
通常的活性炭由于是在溫度為900℃以上制得的，所以揮發(fā)分很少。另一方面，炭化溫度對(duì)原料炭化物的揮發(fā)具有很大影響。實(shí)驗(yàn)表明，揮發(fā)分的含量隨著溫度的上升而減少，炭化反應(yīng)在500℃以下劇烈進(jìn)行，在600~700℃基本結(jié)束。固定碳含量在炭化反應(yīng)結(jié)束的700℃以上基本不會(huì)再增加，該變化基本上與揮發(fā)分相對(duì)應(yīng)，
灰分隨炭化得率的降低而增加?；曳质腔钚蕴吭线x擇方面的一個(gè)重要物標(biāo)。原料中的無(wú)機(jī)成分在炭化過(guò)程中幾乎不減少而后殘留于木炭中，原料中的灰分含量即使只有1%，活性炭的灰分含量也將達(dá)到10%。由于于灰分不具有吸附能力，因此該單位質(zhì)量的活性炭吸附能力要比灰分含量為零的活性炭的附能力下降10%左右。所以在活性炭的選擇過(guò)程中，盡可能選擇灰分含數(shù)量

活性炭的其他應(yīng)用
隨著研究的逐漸深入，活性炭在其他領(lǐng)域出現(xiàn)一些特殊的應(yīng)用，它的開(kāi)發(fā)和利用給我們的生活帶來(lái)了許多積極的效果。
①藥用、醫(yī)用:活性炭作為高吸附材料，可以吸附藥物，口服進(jìn)入人體后緩釋藥物成分，降低服藥頻率;也可將活性炭用做劑和降血脂藥物等。如治療胃腸失調(diào)、腹部膿毒癥、血液過(guò)濾、血液滲析等用于吸附對(duì)于人體有害有毒的物質(zhì)。
②金屬的精選:如利用其與氫氧化鋁和氫氧化鐵混合物共同沉淀可以從海水中分離鈾。
③煙氣過(guò)濾凈化:香煙和煙斗的過(guò)濾嘴。
④分析技術(shù):如高真空技術(shù)中用來(lái)吸附痕量殘余氣體。⑤溫度控制:用來(lái)制造吸附恒溫器和獲取低溫。
⑥農(nóng)林種植:用于緩釋土壤中的農(nóng)肥和農(nóng)藥，改良土壤，調(diào)理土壤性能，提高土質(zhì)和地溫。
能源領(lǐng)域:用作儲(chǔ)氫材料，作為電池、超級(jí)電容器的電極材料。

活性炭吸附作用力是指吸附劑與吸附質(zhì)來(lái)間在棉量方面的相互作用，承相這種相互作用的是電子，在發(fā)生吸附時(shí)，隨翁巢附刑表面和吸附質(zhì)分子中性質(zhì)的不同，其相互作用的組合狀況也不同。相互作用分為5案，作敦分散力相互作用，偶極子榻互作用、氫鍵，修電吸引力有其價(jià)健。
指致分散力倫敦(1ondonF)發(fā)現(xiàn)的力，是5種相互作用力中弱的,伯救方普遍存在于原子和分子網(wǎng)，包括惰性似子、分子網(wǎng)也都存在，在活性炭吸附中也是非常重要的吸附作用力，由于其與在可見(jiàn)光和紫外光領(lǐng)域中的光分散有關(guān)，所以稱(chēng)之為分散力。
除了倫敦分散力之外，偶極子相互作用也是一個(gè)相當(dāng)微弱的相互作用力。表面上電負(fù)性不同的原子化學(xué)結(jié)合在一起時(shí)，由于電角性的差異導(dǎo)致對(duì)電子吸引強(qiáng)弱的不同產(chǎn)生電子的偏移，電子向電負(fù)性較大的一邊集中分布。于是在相互結(jié)合的原子之間產(chǎn)生稱(chēng)作偶極矩的極矩p=gr，在有這種偶極子的表面原子組或者有極性的表面官能團(tuán)與具有偶極子的分子之間，引發(fā)力的作用。這種力就叫做偶極子的相互作用，
氯鍵的強(qiáng)度一般為范德華力的5~10倍，其產(chǎn)生于一個(gè)氮原子與兩個(gè)以上的其他原子結(jié)合的過(guò)程中，通常，固體表面上多多少少存在一些類(lèi)似于羧基,氨基，羥精等含有氫原子的極性官能團(tuán)，這些官能團(tuán)中的氮原子易與吸附分子申電負(fù)性大的氧，硫，氮等非其價(jià)電子對(duì)形成直線形的氮鍵。同樣，表面官能團(tuán)中的氧，氮、氟等原子中非其價(jià)電子對(duì)的存在，使其易與吸附分子的極性官能團(tuán)的氯原子形成無(wú)鍵。
靜電引力是很強(qiáng)的相互作用。目前對(duì)于產(chǎn)生電位的機(jī)理還不是太清楚，但即使固體，液體等是絕，接觸時(shí)表面仍會(huì)產(chǎn)生靜電，電量少卻能形成很強(qiáng)的電場(chǎng)。因此，這種老面經(jīng)常帶電的結(jié)果就使在發(fā)生吸附時(shí)產(chǎn)生了靜電引力。
表面能夠發(fā)生氧化、還原、分解等反應(yīng)的吸附劑，容易與吸附質(zhì)之間形成具價(jià)鏈，可產(chǎn)生非常強(qiáng)有力的吸附作用。
活性發(fā)涌過(guò)氧化，還原等手段進(jìn)行處理，改變其表面官能團(tuán)的性質(zhì)。比表面積的大小以及孔徑，但是由于置換基的種類(lèi)以及濃度能夠改變表面的化學(xué)性質(zhì)及物理性質(zhì)，所以能夠從多種常劑、溶質(zhì)所組成的溶液中有選擇性地吸附某種南質(zhì)的表面),