广东华一活性炭股份有限公司

文章来源：华一股份技术部 发表时间：2009年7月7日

活性炭是一种多孔性的含炭物质,它具有高度发达的孔隙构造,是一种极优良的吸附剂,每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球场之多。活性炭的吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成，其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰分，其結构则为炭形成六环物堆积而成。由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。

活性炭可由许多种含炭物质制成，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。

活性炭的制造基本上分为两过程，第一过程包括脱水及炭化，将原料加热，在170至600℃的温度下干燥，並使原有的有机物大約80％炭化。第二过程是使炭化物活化，这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的，在吸热反应中主要产生由CO及H2组成的混合气体，用以燃烧加热炭化物至适当的溫度（800至1000℃），以烧除其中所有可分解的物质，由此产生发达的微孔結构及巨大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。

活性炭的孔隙按孔径的大小可分為三类。大孔：半径1000-1000000A。过渡孔：半径20-1000A。微孔：半径-20A。

由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。木质活性炭一般具有最大的孔隙半径，它们用於吸附较大的分子，並且几乎专用于液相中。在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的，称为木炭。煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。在煤质活性炭中，褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径，因此能有效地除去水中大分子有机物。一般在水处理中使用的活性炭，其表面积不一定过大，但是应具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔徑。日本市埸售一些液相用的活性炭具有以下特性：比表面积为850至1000m2/g，孔隙容积为0.88至1.5ｍl／g，平均孔隙半径為40至50A。

活性炭与其他吸附剂如硅胶、沸石、活性白土等相比较，具有许多特点。

1. 有较发达的孔隙结构，比表面积大

活性炭具有发达的孔隙结构，除了活性分子筛以外，孔径分布范围较广，具有孔径大小不同的孔隙，能吸附分子大小不同的各种物质。同时具有大量的微孔，因而比表面积很大，吸附力也大。活化方法对制得活性炭的孔隙大小有很大影响。

2. 活性炭的表面特性

活性炭的表面性质因活化条件而不同，高温水蒸汽活化的活性炭，表面多含碱性氧化物，而氯化锌活化的活性炭，表面多含酸性氧化物，后者对碱性化合物的吸附能力特别大。活性炭具有的表面化学性质、孔径分布和孔隙形状不同，是活性炭具有选择性吸附的主要原因。

3. 催化性质

活性炭作为接触催化剂用于各种异构化、聚合、氧化和卤化反应中。它的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及灰分等的作用。

活性炭在化学工业中常用作催化剂载体，即将有催化活性的物质沉积在活性炭上，一起用作催化剂。这时，活性炭的作用并不限于负载活化剂，它对催化剂的活性、选择性和使用寿命都有重大影响，它具有助催化的作用。

4. 化学性质稳定、容易再生

活性炭的化学性质稳定、能耐酸、耐碱，所以能在较大的酸碱度范围内应用；活性炭不溶于水和其他溶剂，能在水溶液和许多溶剂中使用；活性炭能经受高温高压的作用，由于它的催化活性，在有机合成中常作为催化剂或载体。

活性炭使用失效时，可用各种方法多次反复再生，使其恢复吸附能力，再用于生产。如果再生得法，可达到原有的吸附水平。