活性炭的使用方法和用量

活性炭

活性炭是一种黑色粉状，粒状或丸状的无定形具有多孔的碳，主要成分为碳，还含少量氧、氢、硫、氮、氯。也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层间不规则堆积。具有较大的表面积(500～1000米2/克)，有很强的吸附性能，能在它的表面上吸附气体、液体或胶态固体；对于气体、液体，吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。其吸附作用具有选择性，非极性物质比极性物质更易于吸附。在同一系列物质中，沸点越高的物质越容易被吸附，压强越大温度越低浓度越大，吸附量越大。反之，减压，升温有利于气体的解吸。常用于气体的吸附、分离和提纯，溶剂的回收，糖液、油脂、甘油、药物的脱色剂，饮用水及冰箱的除臭剂，防毒面具中的滤毒剂，还可用作催化剂或金属盐催化剂的载体。

早期生产活性炭的原料为木材、硬果壳或兽骨，后来主要采用煤，经干馏、活化处理后得到活性碳。生产方法有：①蒸汽、气体活化法。利用水蒸气或二氧化碳在850～900℃将碳活化。②化学活化法。利用活化剂放出的气体，或用活化剂浸渍原料，在高温处理后都可得到活性炭。活性炭具有微晶结构，微晶排列完全不规则，晶体中有微孔（半径小于20［埃］＝10-10米）、过渡孔（半径20～1000）、大孔（半径1000～100000），使它具有很大的内表面，比表面积为500～1700米2／克。这决定了活性炭具有良好的吸附性，可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污染物、色素等。工业上应用活性炭还要求机械强度大、耐磨性能好，它的结构力求稳定，吸附所需能量小，以有利于再生。

活性炭用于油脂、饮料、食品、饮用水的脱色、脱味，气体分离、溶剂回收和空气调节，用作催化剂载体和防毒面具的吸附剂。活性炭脱色效果在水中最强，有机溶剂中较弱。一般加0.1—3％（W／V），搅拌30～60分钟，活性炭的粒度对脱色时间有影响，而且不同生产厂家，不同加工方法生产的活性炭，脱色效果相差很大。脱色温度和PH要根据你产物的性质，通过试验确定了。（1）活性碳一般使用温度是75-80度比较好；（2）活性炭脱色效果在水中最强，在强极溶剂中使用效果也不错，在非极性溶剂中效果较差；（3）一般情况下，在pH3-6条件下使用较好；（4）一般情况下，加入量为千分之一至三（or5)；（5）脱色时间一般为30-60min；（6）活性碳的种类型号很多，比如糖用碳，油用碳等，要选择一种适合你使用的活性碳。

注意事项：（1）切不可在沸腾的溶液中加入活性炭，那样会有暴沸的危险。（2）用活性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入，因为有色杂质虽可溶于沸腾的溶剂中，但当冷却析出结晶体时，部分杂质又会被结晶吸附，使得产物带色，所以用活性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入。

活性炭使用须知

一、吸附分离原理

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，既可以发生在液固介面，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，被吸附的物质称为吸附质。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。例如比表面积。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。

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。

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：

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。

1.按原料来源分

1.1木质活性炭

木质活性炭是指由木材、农作物秸杆、竹材及其加工废弃物和果壳为原料制造的活性炭产品。

1.2 兽骨、血炭

利用兽骨、血为原料，按照一定方法制成的炭（有的含碳量只有百分之十几）也具有不差的吸附性能，严格意义上来说这种产品不能算作活性炭。但人们往往也习惯把它称作活性炭。

1.3 矿物质原料活性炭

这一类活性炭主要是指由各种煤和石油及其加工产物（包括煤焦油、煤沥青、煤半焦、石油烃类、石油渣油、石油沥表、石油焦等）为原料制成的活性炭。

1.4 其它原料的活性炭

为了科学研究和特殊用途的需要以及扩大活性炭原料来源,也可以用合成树酯、废橡胶、废塑料、生活和工业垃圾中的有机物等为原料制造活性炭。

现在还有用金属碳化物为原料，将金属除去而制造中孔特别发达的活性炭。

1.5 再生活性炭

为了充分利用资源，许多在不同场合对已经使用过且已失去吸附活性炭经过不同方法的加工又恢复了全部或部分吸附性能，进行重复使用。使失去吸附性能的活性炭复吸附活性的过程叫活性炭再生，经过再生过程加工的活性炭叫再生活性炭。再生方法有热再生、化学洗脱、溶剂萃取再生、生物再生等。

2.按活化控制方法分

2.1 化学法活性炭（化学炭）

将含碳原料与某些化学药品混合后进行热处理，制取活性炭的方法叫化学法。用化学法生产的活性炭又称为化学法活性炭或化学炭。

可以作为化学法的化学药品又称作活化剂，活化剂有氯化锌、氯化钙、碳酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、硫化钾、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠、硼酸等，总之许多酸、碱、盐都可以用作活化剂，主要从活性炭的性能和经济性来考虑采用何种