如何選擇活性炭？

一、什么是活性炭？
活性炭是一種含碳材料制成的外觀(guān)呈黑色，內部孔隙結構發(fā)達，比表面積大、吸附能力強的一類(lèi)微晶質(zhì)碳素材料，是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體?；钚蕴堪丛蟻?lái)源可分為：木質(zhì)活性炭、果殼活性炭、獸骨/血活性炭、礦物原料活性炭、合成樹(shù)脂活性炭、橡膠/塑料活性炭、再生活性炭等；活性炭按外觀(guān)形態(tài)可分為：粉狀、顆粒狀、不規則顆粒狀、圓柱形、球形和纖維狀等?；钚蕴康膽脴O其廣泛，其用途幾乎涉及所有的國民經(jīng)濟部門(mén)和人們日常生活，如水質(zhì)凈化、黃金提取、糖液脫色、藥品針劑提煉、血液凈化、空氣凈化、人體安全防護等。

二、活性炭的成分及制作

活性炭材料是經(jīng)過(guò)加工處理所得的無(wú)定形碳，具有很大的比表面積，對氣體、溶液中的無(wú)機或有機物質(zhì)及膠體顆粒等都有良好的吸附能力?；钚蕴坎牧现饕ɑ钚蕴浚ˋcTIvated Carbon ， A C ）和活性炭纖維（AcTIvated Carbon Fibers， ACF ）等?；钚蕴坎牧献鳛橐环N性能優(yōu)良的吸附劑，主要是由于其具有獨特的吸附表面結構特性和表面化學(xué)性能所決定的?；钚蕴坎牧系幕瘜W(xué)性質(zhì)穩定，機械強度高，耐酸、耐堿、耐熱，不溶于水與有機溶劑，可以再生使用，已經(jīng)廣泛地應用于化工、環(huán)保、食品加工、冶金、藥物精制、軍事化學(xué)防護等各個(gè)領(lǐng)域 。目前，改性活性炭材料被廣泛用于污水處理、大氣污染防治等領(lǐng)域，在治理環(huán)境污染方面越來(lái)越顯示出其誘人的美好前景?；钚蕴?0%-90%以上由碳元素組成，這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因。除了碳元素外，還包含有兩類(lèi)摻和物：一類(lèi)是化學(xué)結合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過(guò)程中，外來(lái)的非碳元素與活性炭表面化學(xué)結合，如用水蒸氣活化時(shí)，活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化；另一類(lèi)摻和物是灰分，它是活性炭的無(wú)機部分?；钚蕴康闹饕蠋缀蹩梢允撬懈缓嫉挠袡C材料，如煤、木材、果殼、椰殼、核桃殼、杏殼、棗殼等。這些含碳材料在活化爐中，在高溫和一定壓力下通過(guò)熱解作用被轉換成活性炭。在此活化過(guò)程中，巨大的表面積和復雜的孔隙結構逐漸形成， 而所謂的吸附過(guò)程正是在這些孔隙中和表面上進(jìn)行的，活性炭中孔隙的大小對吸附質(zhì)有選擇吸附的作用，這是由于大分子不能進(jìn)入比它孔隙小的活性炭孔徑內的緣故?；钚蕴渴怯珊繛橹鞯奈镔|(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑?；钚蕴亢写罅课⒖?，具有巨大無(wú)比的表面積，能有效地去除色度、臭味，可去除二級出水中大多數有機污染物和某些無(wú)機物，包含某些有毒的重金屬。

三、活性炭的原理
1、過(guò)濾原理
活性炭過(guò)濾器是將水中懸浮狀態(tài)的污染物進(jìn)行截留的過(guò)程，被截留的懸浮物充塞于活性炭間的空隙。濾層孔隙尺度以及孔隙率的大小，隨活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗，可容納懸浮物的空間越大。其表現為過(guò)濾能力增強，納污能力增加，截污量增大。同時(shí)，活性炭濾層孔隙越大，水中懸浮物越能被更深地輸送至下一層活性炭濾層，在有足夠保護厚度的條件下，懸浮物可以更多地被截留，使中下層濾層更好地發(fā)揮截留作用，機組截污量增加。從嚴格的理論上講，活性炭所具有的對懸浮物的截留能力來(lái)自活性炭所提供的表面積。流速低時(shí)，機組的過(guò)濾能力主要地來(lái)自活性炭的篩除作用，而流速快時(shí)，過(guò)濾能力來(lái)自活性炭顆粒表面的吸附作用，在過(guò)濾過(guò)程中活性炭所提供的顆粒表面積越大，對水中懸浮物的附著(zhù)力越強。

2、吸附原理

根據吸附過(guò)程中活性炭分子和污染物分子之間作用力的不同，可將吸附分為兩大類(lèi)：物理吸附和化學(xué)吸附（又稱(chēng)活性吸附）。在吸附過(guò)程中，當活性炭分子和污染物分子之間的作用力是范德華力（或靜電引力）時(shí)稱(chēng)為物理吸附；當活性炭分子和污染物分 子之間的作用力是化學(xué)鍵時(shí)稱(chēng)為化學(xué)吸附。物理吸附的吸附強度主要與活性炭的物理性質(zhì)有關(guān)，與活性炭的化學(xué)性質(zhì)基本無(wú)關(guān)。由于范德華力較弱，對污染物分子的結構影響不大，這種力與分子間內聚力一樣，故可把物理吸附類(lèi)比為凝聚現象。物理吸附時(shí)污染物的化學(xué)性質(zhì)仍然保持不變。由于化學(xué)鍵強，對污染物分子的結構影響較大，故可把化學(xué)吸附看做化學(xué)反應，是污染物與活性炭間化學(xué)作用的結果?；瘜W(xué)吸附一般包含電子對共享或電子轉移，而不是簡(jiǎn)單的微擾或弱極化作用，是不可逆的化學(xué)反應過(guò)程。物理吸附和化學(xué)吸附的根本區別在于產(chǎn)生吸附鍵的作用力。吸附過(guò)程是污染物分子被吸附到固體表面的過(guò)程，分子的自由能會(huì )降低，因此，吸附過(guò)程是放熱過(guò)程，所放出的熱稱(chēng)為該污染物在此固體表面上的吸附熱。由于物理吸附和化學(xué)吸附的作用力不同，它們在吸附熱、吸附速率、吸附活化能、吸附溫度、選擇性、吸附層數和吸附光譜等方面表現出一定的差異?；钚蕴课郊夹g(shù)在國內用于醫藥、化工和食品等工業(yè)的精制和脫色已有多年歷史。20世紀70年代開(kāi)始用于工業(yè)廢水處理。生產(chǎn)實(shí)踐表明，活性炭對水中微量有機污染物具有卓越的吸附性，它對紡織印染、染料化工、食品加工和有機化工等工業(yè)廢水都有良好的吸附效果。一般情況下，對廢水中以BOD、COD等綜合指標表示的有機物，如合成染料、表面性劑、酚類(lèi)、苯類(lèi)、有機氯、農藥和石油化工產(chǎn)品等，都有獨特的去除能力。所以，活性炭吸附法已逐步成為工業(yè)廢水二級或三級處理的主要方法之一。吸附是一種物質(zhì)附著(zhù)在另一種物質(zhì)表面上的緩慢作用過(guò)程。吸附是一種界面現象，其與表面張力、表面能的變化有關(guān)。引起吸附的推動(dòng)能力有兩種，一種是溶劑水對疏水物質(zhì)的排斥力，另一種是固體對溶質(zhì)的親和吸引力。廢水處理中的吸附，多數是這兩種力綜合作用的結果?；钚蕴康谋缺砻娣e和孔隙結構直接影響其吸附能力，在選擇活性炭時(shí)，應根據廢水的水質(zhì)通過(guò)試驗確定。對印染廢水宜選擇過(guò)渡孔發(fā)達的炭種。此外，灰分也有影響，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附質(zhì)分子的大小與炭孔隙直徑愈接近，愈容易被吸附；吸附質(zhì)濃度對活性炭吸附量也有影響。在一定濃度范圍內，吸附量是隨吸附質(zhì)濃度的增大而增加的。另外，水溫和pH值也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少。

四、活性炭的分類(lèi)

1、按原料來(lái)源分：1、木質(zhì)活性炭2、獸骨/血活性炭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

2、按制造方法分：1、化學(xué)法活性炭（化學(xué)炭）2、物理法活性炭（物理炭）3、化學(xué)–物理法或物理–化學(xué)法活性炭

3、按外觀(guān)形狀分：1、粉狀活性炭2、顆?；钚蕴?、不定型顆料活性炭4、圓柱形活性炭5、球形活性炭6、其它形狀的活性炭

4、按孔徑分：1、大孔：孔徑》1000A°2、過(guò)渡孔：孔徑20 ～1000A°3、微孔：孔徑《 20A°活性炭的表面積主要是由微孔提供的，

5、按材質(zhì)分類(lèi)：1、種類(lèi)：原料2、木質(zhì)活性炭：以木屑、木炭等制成的活性炭3、果殼活性炭：以椰子殼、核桃殼、杏核殼等制成的活性炭 煤質(zhì)活性炭 以褐煤、泥煤、煙煤、無(wú)煙煤等制成的活性炭 石油類(lèi)活性炭 例如以瀝青等為原料制成的瀝青基球狀活性炭 再生炭 以用過(guò)的廢炭為原料，進(jìn)行再活化處理的再生活性炭。

注：選用優(yōu)質(zhì)木炭和木屑為原料，采用物理法和化學(xué)法精制而成。產(chǎn)品為黑色粉末狀，無(wú)毒無(wú)味，孔隙發(fā)達，不含對水質(zhì)有不良影響的水中溶解物。具有吸附能力強、脫色效果佳、過(guò)濾速度快等優(yōu)點(diǎn)。能有效吸附液相中大小分子結構不良物質(zhì)，廣泛應用于生活污水、化工污水、醫用污水及城市污水等各種類(lèi)型的污水，特別是對污水的脫色、除味，降COD等有絕佳的效果。