活性炭的定义和分类

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活性炭的定义

活性炭是由煤炭、木材、果壳等含碳的原料经炭化、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，是特异性吸附能力较强的炭材料的统称。

活性炭作为一种吸附材料的利用起源很早，两千多年以前，我国劳动人民就已经知道并利用木炭的吸附作用来除去棺椁周围的湿气和浊气，从而对尸体起到了防腐作用。活性炭作为人造材料是在1900年由欧洲人Raphael von Ostrejko 发明的，他于1900年申请了英国专利B．P．14224和B．P．18040，将金属氯化物炭化植物为原材料，或用二氧化碳或水蒸气与炭化材料反应生产具有吸附能力的活性炭，并且成功应用于防毒面具中。1911年在奥地利维也纳附近的工厂用于工业生产，当时产品是粉状活性炭，商品名是Eponit；同年Fanto公司和荷兰Norit公司生产糖液脱色用粉状活性炭。

虽然活性炭普遍得到利用仅有一百多年的历史，但时至今日，活性炭已有数百种产品，已经成为现代工业、生态环境和人们生活中不可或缺的炭质吸附材料，被广泛应用于食品、轻工、造纸、印染、化工、石油、纺织、冶金等工业部门及农业、医药、环保、国防等众多领域中的分离、回收、精制、脱色、催化等化工过程，已成为国民经济发展和国防建设的重要功能材料。近年来，随着环保、新能源等行业的快速发展，功能型活性炭的市场需求激增，我国活性炭的生产量和出口量均已达到世界**。

活性炭的分类

根据活性炭外观形状、制造方法、孔径大小以及用途功能的不同，可以分为不同种类。从原料可以分为，木质、煤质、石油焦和树脂活性炭；从形态来看，可以分为颗粒活性炭、纤维状活性炭和粉状活性炭，而颗粒活性炭又可分为无定型和定型两大类；从制造方法来划分，又分为化学法、物理法和物理-化学联合法活性炭；根据使用的功能的不同又可以分为气体吸附、催化性能、液体吸附活性炭。具分类和主要用途如表 1-1～表1-5所示。

1. 从外观形状上分类，目前常见的活性炭分类如表1-1所示：

                                                             表1-1不同外观形状市售的活性炭分类

形状	特 征
粉末状活性炭	外观尺寸＜0.18mm的粒子（约80目）占多数的活性炭。除了以木屑为原料生产的粉末状活性炭以外，还包括颗粒活性炭的粉化产物等
颗粒活性炭	外观尺寸＞0.18mm的粒子（约80目）占多数的活性炭。从形状上分为破碎状、圆柱状、球状、中空微球状等几种
破碎状炭	椰壳活性炭、煤质活性炭属于此类。活性炭外表面因破碎而有棱角
球形炭	将炭化物做成球形以后再活化和以球形树脂为原料生产的活性炭两种
中空微球状炭	大多以树脂为原料，使用时生成的粉末少
纤维状活性炭	以纤维原料制成的活性炭，有丝状、布状、毡状几种
蜂巢状活性炭	挤压成型为蜂巢状的活性炭
活性炭成型物	将活性炭粉末附着在纸、织布或海棉之类基材上的产品，以及将活性炭单独地或者与其他材料一起复合加工成各种形状的成型物

 

 

根据原料的不同，分类如表1-2所示：

                                 表1-2 不同原料的市售活性炭分类

种类	原料
木质活性炭	以木屑、木材等制成的活性炭
果壳活性炭	以椰子壳、核桃壳、杏壳等制成的活性炭
煤质活性炭	以褐煤、泥煤、烟煤、无烟煤等制成的活性炭
沥青基活性炭	以石油沥青为原料制成的沥青基球状活性炭
再生炭	以用过的废炭为原料，进行再活化处理的再生炭

（3）根据制造方法的不同，分类如表1-3所示：

表1-3 不同制造方法的活性炭分类

 

（4）根据使用活性炭的场所不同，分类如表1-4所示：

表1-4 不同使用场所的活性炭分类

气相用	净化空气、溶剂回收、脱臭、气体的分离、脱硫脱硝、工艺气体的精制（二氧化碳气、压缩空气等）、半导体用气体的精制、分子筛、放射性气体的保持、调湿、调香、气相色谱的充填剂、气体分析捕集剂、保鲜、除去臭氧、香烟过滤嘴、天然气的吸附储存
液相用	上水的处理，高度净化水的处理、超纯水的处理、净水器、下水的处理、工厂排水的处理、脱色精制、除去异臭异味、净化血液、除去游离氯、回收黄金、用于酿造、用于解毒等
触媒用	触媒、触媒载体

 

（5）依据活性炭的机能进行分类，如表1-5所示：

表1-5 不同机能的活性炭分类

活性炭	机能
高比表面积活性炭	比表面积高于2500㎡／g以上的活性炭，一般用强碱活化法制造
分子筛活性炭	孔径小且均一，用于分离气体
浸渍活性炭	在活性炭表面上浸渍金属盐之类化学药品，用于脱臭、触媒等场合
生物活性炭	用于水处理工艺中，臭氧处理配合使活性炭表面形成微生物膜，通过微生物的分解作用进行净化

 

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