(色谱)颗粒状活性炭为什么需要依次用稀盐酸,乙醇,水洗涤,于80℃干燥后才能使

1．核桃壳的碳化

把核桃壳放在一张厚纸上，用铁锤砸碎，取碎末5～10g装入一个30×200mm硬质试管，按图示装置，用酒精喷灯加热，并不断转动试管及移动喷灯，使核桃壳碎末均匀受热。不久可以看到管壁附着有水，量多时流到棉花团上，管口有大量气体逸出及黑褐色木焦油浸湿棉花团，管内核桃壳碎渣逐渐碳化，直到不再产生气体或见炭粒加热至红炽即可撤去酒精灯，待试管冷却后再按下列步骤进行处理。

2．炭粒的加酸处理

取出干馏生成的炭粒放进一烧杯，倒入50mL2mol/L盐酸，用酒精灯加热煮沸15min，溶液呈淡黄色，弃去杯内溶液，再倒入50mL2mol/L盐酸煮沸15min，以除去炭粒中的杂质。冷却后，过滤，用蒸馏水洗涤三次，再把滤纸上的炭粒倒在另一个干净的、盛有50mL蒸馏水的烧杯里，煮沸15min，弃去杯内溶液，再换新蒸馏水煮沸几次，用pH试纸检验，开始水溶液显酸性，最后显中性。把含有炭粒的溶液过滤。

3．自制活性炭粒的烘干

把滤过的湿炭粒放入蒸发皿里，用酒精喷灯加强热，并用玻璃棒不断搅拌直至炭粒全部烤干，切勿使炭粒烧着。撤去酒精喷灯，冷却，把制得的活性炭取少量进行如下实验，以检验是否符合实验要求。把符合要求的活性炭收集在一个洁净、干燥的瓶中保存。

活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500～1700m²/g间。具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂。

一、概念不同

1、炭黑

碳黑（carbon black），又名炭黑，是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10~3000m2/g，是含碳物质（煤、天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。

比重1.8-2.1。由天然气制成的称“气黑”，由油类制成的称“灯黑”，由乙炔制成的称“乙炔黑”。

2、活性炭

活性炭是一种经特殊处理的炭，将有机原料（果壳、煤、木材等）在隔绝空气的条件下加热，以减少非碳成分（此过程称为炭化），然后与气体反应，表面被侵蚀，产生微孔发达的结构 （此过程称为活化）。

由于活化的过程是一个微观过程，即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀 ，所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。

二、性质不同

1、炭黑

炭黑的生产工艺不同，则表面的化学性能也有差别。大多数炭黑的真实表面积大于由粒径计算出的几何表面积。这是由于炭黑特别是粒径小于25nm的炭黑表面存在许多微孔。

据分析，可在炭黑表面检测如酚基、醌基、羧基等基团，这些酸性基团浓度在气黑和氧化炉黑的表面特别高。在炉黑中可检测到吡喃酮结构，这种结构决定了炉黑的碱性性质。

挥发份含量可判断表面官能团的浓度，也可测得炭黑的极性。另外由于炭黑的表面积较大，容易吸附挥发份环境中的水分，所以炭黑在运输，贮存及使用过程中要特别注意吸湿问题。

2、活性炭

活性炭是由石墨微晶、单一平面网状碳和无定形碳三部分组成，其中石墨微晶是构成活性炭的主体部分。活性炭的微晶结构不同于石墨的微晶结构，其微晶结构的层间距在0.34～0.35nm之间，间隙大。

即使温度高达2000 ℃以上也难以转化为石墨，这种微晶结构称为非石墨微晶，绝大部分活性炭属于非石墨结构。石墨型结构的微晶排列较有规则，可经处理后转化为石墨。

三、分类不同

1、炭黑

炭黑按用途不同，通常分为色素用炭黑、橡胶用炭黑、导电碳黑和专用碳黑。

色素用炭黑—国际上，根据炭黑的着色能力，通常分为三类，即高色素炭黑，中色素炭黑和低色素炭黑。这种分类通常用三个英文字母表示，前两个字母表示炭黑的着色能力，最后一个字母表示生产方法。

橡胶用炭黑—橡胶用炭黑原来是按粒径大小来分类的，但后来改为按氮表面积分类。此外，命名时把炭黑颜料的硫化速度和结构等因素也考虑进去了，由4个系统构成。第一个英文字母代表胶料的硫化速度，以N代表正常硫化速度，S代表缓慢硫化速度。

后面3个为阿拉伯数字。第一个数字代表炭黑氮表面积范围，共列为0~9个等级。第二和第三个数字则由美国材料试验协会负责炭黑和术语的D24.41委员会指定的，反映不同的结构程度，也就是炭黑大概的高低结构确定的，有一定的任意性。相对而言，数字越大，结构越高。

2、活性炭

活性炭按制造使用的主要原材料分为四类：煤质活性炭、木质活性炭、合成材料活性炭和其他类活性炭。按制造使用主要原材料及对应的产品形状组合分类分为16种类型。

其中，煤质活性炭分为：柱状煤质颗粒活性炭、 破碎煤质颗粒活性炭、粉状煤质颗粒活性炭、球形煤质颗粒活性炭。木质颗粒活性炭分为：柱状木质颗粒活性炭、破碎状木质颗粒活性炭、粉状木质颗粒活性炭、球形木质颗粒活性炭。

合成材料活性炭分为：柱状合成材料颗粒活性炭、破碎状合成材料颗粒活性炭、粉状合成材料颗粒活性炭、成形活性炭、球形合成材料颗粒活性炭、 布类合成材料活性炭（炭纤维布）、毡类合成材料活性炭（炭纤维毡）。

其他类活性炭，指除上述三种类型活性炭外，由其他原材料（如煤沥青、石油焦等）制备的活性炭，这类活性炭，在产品形状分类中，暂列了沥青基微球活性炭。

参考资料来源：百度百科-活性炭

参考资料来源：百度百科-炭黑

嫌活性炭贵，用木炭也可以。

8200元/吨

简易净水器的制作

活性炭具有较大的比表面积，可以吸附水中的杂质。饮用水通过活性炭过滤后，能去除其中的有害物质，使水质得到明显改善。

本活动制作一只简易净水器，以达到改善水质的目的。

工具与材料

钻子，剪刀。

塑料可乐瓶，纱绳，水龙头套，橡皮管，纱布，橡皮塞，活性炭，ABS胶水，麦饭石，玻璃导管，胶带纸。

活动过程

1．取一只塑料可乐瓶，去掉底部硬座，在瓶底用烧红的钻子钻十几个小孔，瓶口塞上带玻璃导管的橡皮塞，做成过滤器!

2．另取一只塑料可乐瓶，剪去带硬座的部分，在瓶盖上钻一小孔，作为出水口，做成盛器。

3．在甲瓶离瓶底15～18cm处涂上3厘米宽的ABS胶水。在乙瓶底部内壁上涂上宽为4cm的ABS胶水。待胶水稍干后，将底部蒙有一层纱布的甲瓶套入乙瓶内，用透明胶带纸粘住两瓶衔接处，并用纱绳加固。

4．在甲瓶玻璃导管的一端连接橡皮管，橡皮管的另一端与水龙头套相连。

5．在甲瓶内装入500g活性炭，乙瓶内装入10g麦饭石，并在出水口处蒙一层纱布，简易净水器就做成了.

说明与延伸

1．麦饭石起矿化作用，也可以不加。

2．若需检验活性炭是否失效，可在净化水中滴加几滴HA-1净水器快速检验剂。该检验剂是一种胺类化合物，若滴入后水显浅黄色，说明活性炭已失效，应更换活性炭。

活性炭activated carbon

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。

物理特性：

活性炭是一种多孔径的炭化物，有极丰富的孔隙构造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用藉物理及化学的吸咐力而成的,其外观色泽呈黑色。其成份除了主要的炭以外，还包含了少量的氢、氮、氧，其结构则外形似以一个六边形，由于不规则的六边形结构，确定了其多也体枳及高表面积的特点，每克的活性炭所具的有比表面相当于1000个平方米之多。

活性炭材质：

活性炭其主要是以含炭量较高的物质制成，如木材、煤、果壳、骨、石油残渣等。而以椰子壳为最常用的原料，在同等条件下，椰壳活性的活性质量及特其它特性是最好的，因其有最大的比表面。

活性炭的成本：

活性炭的成本如果按原料计算，最贵的属椰壳，其次是木质量和煤质，但活性炭的深加工层次可以很多，相同产品的深加工不同也会造成成本的很大差异，客户主要还是要根据自己的实际应用情况选择相对应的活性炭产品。

生产过程：

活性炭按生产方法可分物理水蒸气法和化学法生产，这里着重说一下物理水蒸气法的生产，一般生产分为两个过程，第一步，炭化，将原料在170 至600的温度下干燥，同量将其80%r有机组织炭化。第二步，活化，将第一步已炭化好的炭化料送入反应炉中，与活化剂和水蒸气反应，完成其活化过程，制成成品。在吸热反应过程中，主要产生CO及H2组合气体，用以将炭化料加热至适当的温度(800至1000度)，除去其所有可分解物，产生丰富的孔隙结构及巨大的比表面积，使活性炭具有很强的吸附力。不同的原料生产的活性炭具有不同的孔径，其中以椰壳为原料的活性炭的孔径最小，木质活性炭的也孔径一般较大，煤质活性炭的孔径介于两者间。活性炭孔径一般分为三类：大孔：1000-1000000A过渡孔：20-1000A微孔：20A 根据以上特性可以看出，针对不同的吸附对象，需选用相应的活性炭，以做到最好的性价比，因此，一般在液相吸附中，应选用较多过渡孔径及平均孔径较大的活性炭。

活性炭再生

粒状活性炭吸附容量耗尽后再生，常用的方法是加热法，废炭烘干后在850°C左右的再生炉内焙烧。颗粒活性炭每次再生约损耗5～10％，且吸附容量逐次减少。再生效率对活性炭滤池的运行费用（也就是对水处理成本）影响极大。

活性炭应用：

根据活性炭的吸附特点,活性炭主要用于除去水中的污染物、脱色、过滤净化液体、气体，还用于对空气的净化处理、废气回收（如在化工行业里对气体"苯"的回收）、贵重金属的回收及提炼（比如对黄金的吸收）。随着科学的发展，活性炭的用途也越来越广泛，随着国家对生态环境的重视，活性炭也了挥着越来越大的作用。

医药方面

【别名】 活性炭 ，药用炭【外文名】Charcol 【适应症】 用于腹泻、胃肠胀气、食物中毒等。 【用量用法】 口服：每次1．5～4g，1日2～3次，饭前服。亦可在服本品后再服硫酸镁，以排出有毒物质。 【注意事项】 能吸附维生素、抗生素、磺胺类、生物碱、乳酶生、激素等，对蛋白酶、胰酶的活性亦有影响，均不宜合用。 【规格】片剂：每片0．15g、0．3g、0．5g。

活性炭生产专利技术

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31、活性炭的再生方法 2

32、活性炭的制造方法

33、活性炭的制造方法2

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96、一种控制活性炭孔结构的方法

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103、一种无铬浸渍活性炭及其制备方法

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107、一种由锅炉烟灰生产活性炭的方法

108、一种载金活性炭的再生方法

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110、一种制备活性炭的方法

111、一种制备活性炭的方法 2

112、一种中孔酚醛树脂基球形活性炭的制备方法

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3性质：吸附性

吸附性质是活性炭的首要性质。活性炭具有像石墨晶粒却无规则地排列的微晶。在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙，假定活性炭的孔隙是圆筒孔形状，按一定方法计算孔隙的半径大小可分为二类：

(1) 按IUPAC分：

微孔 <1.0nm

中孔 1-25nm

大孔 >25nm。

(2) 按习惯分：

微孔 <150nm

中孔 150-20 000nm

大孔 >20 000nm。

由于这些孔隙，特别是微孔提供了巨大的表面积。

微孔的孔隙容积一般只有0.25-0.9mL/g，孔隙数量约为1020个/g,全部微孔表面积约为500-1500m2/g，通常以BET法测算，也有称高达3500-5000 m2/g的。活性炭几乎95%以上的表面积都在微孔中，因此除了有些大分子进不了外，微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容积一般约为0.02-1.0mL/g，表面积最高可达几百平方米，一般只有活性炭总蚕种的约5%。其作用能吸附蒸汽，并能为吸附物提供进入微孔的通道，又能直接吸附较大的分子。

大孔的孔隙容积一般约为0.2-0.5 mL/g，表面积只约0.5-2 m2/g，其作用一是使吸附质分子快速深入活性炭内部较小的孔隙中去；二是作为催化载体时，催化剂常少量沉淀在微孔内，大都沉淀在大孔和中孔之中。

所提的活性炭表面积理应包括内表面积和外表面积，事实上吸附性质主要来自巨大的内表面积，因此不能误认为：把活性炭研碎磨细会明显提高表面积从而提高吸附力。

很多吸附是可逆的物理吸附，即被吸附物为流体，在一定温度和压力下被活性炭吸附，在高温低压下被吸附物又解吸出来，活性炭内表面恢复原状。这是广泛应用的物理吸附，学术上又称为范德华吸附。

化学性

活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构，又取决于化学组成。

活性炭不仅含碳，而且含少量的化学结合、功能团开工的氧和氢，例如羰基、羧基、酚类、内酯类、醌类、醚类。这些表面上含有的氧化物和络合物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化时、活化后由空气或水蒸气的作用而生成。有时还会生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集中到活性炭里成为灰分，灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类，如碳酸盐和磷酸盐等。

这些灰分含量可经水洗或酸洗的处理而降低。

活性炭中无机物成分，从表3-1四种粉炭商品的分析，可见一斑。(附表略)

催化性

活性炭在许多吸附过程中伴有催化任凭，表现出催化剂的活性。例如活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫。

由于活性炭有特异的表面含氧化合物或络合物的存在，对多种反应具有催化剂的活性，例如使氯气和一氧化碳生成光气。

由于活性炭和载持物之间会形成络合物，这种络合物催化剂使催化活性大增，例如载持钯盐的活性炭，即使没有铜盐的催化剂存在，烯烃的氧化反应也能催化进行，而且速度快、选择性高。

由于活性炭具有发达的细孔结构、巨大的内表面积和很好的耐热性、耐酸性、耐碱性，可作为催化剂的载体。例如，有机化学中加氢、脱氢环化、异构化等的反应中，活性炭是铂、钯催化剂的优良载体。

机械性

下载几个项目表示活性炭的机械性，为活性炭的应用者，尤其为大量的工业应用者所重视。

(1) 粒度：采用一套标准筛筛分法，求出留在和通过每只筛子的活性炭重量，表示粒度分布。

(2) 静观密度或堆密度：饮食孔隙容积和颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。

(3) 体积密度和颗粒密度：饮食孔隙容积而不饮食颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。

(4) 强度：即活性炭的耐破碎性。

(5) 耐磨性：即耐磨损或抗磨擦的性能。

这些机械性质直接影响应用，例如：密度影响容器大小；粉炭粗细影响过滤；粒炭粒度分布影响流体阻力和压降；破碎性影响使用寿命和废炭再生。

4制造

4.1 原料

几乎所有含碳材料都可用来征税活性炭，例如木材、锯屑、泥炭、稻草等含纤维素材料通常仅以化学品活化法处理。有使用稻草和玉米秆的蹭试验，也有以豆渣为原料用碳酸钾的活化制成活性炭。

虽然通常在气体活化法中先要把原料炭化，但是国外公司有用泥炭直接气体活化，而不以蹭的炭化的报道。

很适用于气体活化法的原料是木炭、坚果壳炭、褐煤或泥炭制得的焦炭。

4.2 活化

制造活性炭的关键工艺是活化。由于所用活化剂的不同，可分为两类方法：

(1) 用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂的化学品活化法；

(2) 用水蒸气或二氧化碳等为活化剂的气体活化法。

前者称为化学活化法，后者称为物理活化法。其实两类活化过程都各自民生质的变化，都是化学变化的过程。

4.2.2化学品活化法

(一) 氯化锌活化法

以化学品氯化锌为活化剂。

将0.4-0.5份氯化锌浓溶液和1份泥炭或锯屑混合，在转炉中干燥，加热到600-700℃，成品以酸洗和水洗回收锌盐。有时化学品活化后继续进行水蒸气活化，藉以增加海内存知己的细孔。

氯化锌活化的活性炭具有较多大也。虽然这是有效和简单的方法，但因锌化合物化合物的环境污染而渐衰。

(二) 磷酸活化法

以化学品磷酸为活化剂。

炭化的或未炭化的含碳物作起始原料。例如将研细的锯屑和磷酸混成浆状，在转炉中干燥，加热到400-600℃。萃取回收磷酸，有时中和后回收磷酸盐。干燥得活性炭，一般较氯化锌法的活性炭具有更细的细孔。

也可采用磷酸和水蒸气联合活化法。近年磷酸活化法趋向广泛应用，磷酸回收等革新未见发表。

(三) 氢氧化钾活化法

以化学品氢氧化钾为活化剂。

将含碳原料以熔融的无水氢氧化钾处理，激烈的反应产生非常高的多孔性，比表面积可高达3000m2/g。

(四) 其他化学品活化法

硫酸、硫化钾、氯化铝、氯化铵、硼酸盐、硼酸、氯化钙、氢氧化钙、氯气、氯化氢、铁盐、镍盐、硝酸、亚硝气、三氧化二磷、金属钾、高锰酸钾、金属钠、氧化钠和二氧化硫均可用于活化。

4.2.2气体活化法

以水蒸气、二氧化碳或两者混合气体为活化剂，将含碳物料和气体在转炉或者沸腾炉内，在800-1000℃高温下进行碳的氧化反应，制成细孔结构发达的活性炭。

水蒸气、二氧化碳和碳的反应是吸热反应，而氧和碳的反应是很强的放热反应，因此炉内反应温度难以控制，尤其要避免局部过热，防止不均匀活化更难，故氧或空气不宜作为活化剂。有时使用空气和水蒸气的混合气体，用碳的燃烧作为热源。多数情况下用烟道气和水蒸气的混合气体，由于不可避免地会混入少量氯气，造成水蒸气、二氧化碳和氧气三种气体同时参与活化。

值得注意：在混合气体中少量的氧会使活性炭具有很大的孔隙。氧与碳的作用速度百倍于二氧化碳，而且因钾盐存在而大增，因此含钾的原料在含氧的气体中会剧烈反应，以致发生失控的燃烧而不是活化。

各种少量化合物，例如碱金属和碱土金属的盐类，几乎全部氯化物、硫酸盐、醋酸盐和碳酸盐，还有大多酸类和氢氧化物，在气体活化中具有催化加速作用。工业上常用的催化剂是氢氧化钾和碳酸钾，用量在0.1%到5%之间。以固态催化剂和含碳物料混合，或以溶液加入，或成型低温炭化。

如果烟煤中加碱金属盐类活化，那么不单用水蒸气活化，而要用含二氧化碳的混合气体活化。

4.3活化炉：活化炉的型式很多。国外活性炭制造工厂采用的炉型主要有竖炉、转炉和流化床炉等。

(1) 竖炉：原由几个简单垂直的燃烧室构成，室壁砌以耐火砖。后来改进混料，又设法控制炉内气流的方向、速度和温度。该炉还可用来再生回收炭。

(2) 转炉：是最通用的卧式活化炉。

(3) 流化床炉：又称沸腾床炉，是固体粒子补充流体吹成悬浮状态，气固之间传热、传质速率快，但粒子磨损大，以前常以间歇法生产粉炭，现已民展成连续生产，并能制成而磨的粒炭。

我国目前常用的活化炉主要有：

(1) 斯列普炉：又称鞍式炉，因其活化带的耐火砖是马鞍型，原为法国专利，20世纪50年代由原苏联引进我国。后经一系列改进，成为我国目前生产颗粒状活性炭的最主要炉型。

活化气体：水蒸气。

主要优点：连续生产、产量大、质量高、过热蒸汽温度高、稳定、不需外部供热。

主要问题：对原料要求高、造价高、技术要求高、维修费用大。

(2) 焖烧炉：

活化气体：燃煤所产生的高温烟道气。

主要优点：简单投资省。

主要问题： 耗燃料多、活化不均匀、劳动强度大、粉尘大。

(3) 土耙炉：

活化气体：水蒸气(空气)

主要优点：最简易炉型。

主要问题：得率低、质量不高、原始作坊式、污染环境。

(4) 多管炉：

活化气体：水蒸气

主要优点：不需燃料、稳定、易控制、产量较大。

主要问题：活化不均匀、炭质量不高、过热蒸汽温度低、耐火管易损坏、投资较大。

(5) 回转炉：

活化气体：烟道气、水蒸气

主要优点：连续操作、活化较均匀、适合生产气相活性炭。

主要问题：设备庞大、热效率差、耗燃料、成品质量较低。

(6) 沸腾炉

活化气体：空气、水蒸气。

主要优点：气固接触好、活化均匀、机械化占地面积小。

主要问题：间歇生产、易结渣影响正常操作、耗燃料。

(7) 多层耙式炉

活化气体：烟道气、水蒸气。

主要优点：国外引进大型设备、活化强度大、产量大。适应多种产品。

主要问题：投资大、技术要求高、操作费用较高。

此外，还有多管沸腾炉、外溢流式沸腾炉、旋流喷动活化炉、隧道窑活化炉、斜板式活化炉、等。

4.4 后处理

去杂：活化时加过催化剂如氯化锌、磷酸、碳酸钾的活性炭常用酸洗或用水洗处理，以减少各种化合物含量。

低灰分活性炭可用水、盐酸或硝酸洗涤，去除一些杂质。用于精细化学品、药物、催化剂、催化剂载体的活性炭，需要特殊的充分洗涤。

浸渍：活性炭的浸渍是针对特定用途的一种后处理。

(1) 用于防护毒气的活性炭铜盐和铬盐浸渍。

(2) 用于去氮的活性炭以锌盐浸渍。

(3) 用于从含氧气体中去硫化氢、从废气中去汞蒸气的活性炭以碘化合物处理。

(4) 用于提取核装置发生的放射性甲基碘和其他气体的活性炭也以碘化合物处理。

(5) 用于将硫化氢和甲醛氧化为无毒物的活性炭以二氧化锰浸渍。高温下甲醛不氧化到甲酸，而直接生成二氧化碳。

(6) 用于从低氧的气体混合物中除去二价化合物的活性炭以铁盐浸渍，再加热转变为三价的氧化铁。

(7) 用于从天然气、氢气和其他气体中消除汞蒸气的活性炭以元素硫处理。

(8) 用于饮用水净化的活性炭以银盐浸渍。

(9) 用于各种目的的催化剂的活性炭以贵金属化合物浸渍。例如涂钯的活性炭是典型的氢化催化剂。

(10) 用于矿物油中硫醇的氧化的活性炭以酞菁钴浸渍。

稀盐酸

和炭不能反应。

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碳碳，铁和稀盐酸反应的化学方程式为

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑．

稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O。二氧化碳，一种碳氧化合物，化学式为CO2，化学式量为44.0095，常温常压下是一种无色无味或无色无臭而其水溶液略有酸味的气体，也是一种常见的温室气体，还是空气的组分之一。

高纯二氧化碳主要用于电子工业，医学研究及临床诊断、二氧化碳激光器、检测仪器的校正气及配制其它特种混合气，在聚乙烯聚合反应中则用作调节剂。

固态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其它转运中易腐败的食品，在许多工业加工中作为冷冻剂，例如粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、真空冷阱等。

气态二氧化碳用于碳化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存、化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生长刺激剂，在铸造中用于硬化模和芯子及用于气动器件，还应用于杀菌气的稀释剂（即用氧化乙烯和二氧化碳的混台气作为杀菌、杀虫剂、熏蒸剂，广泛应用于医疗器具、包装材料、衣类、毛皮、被褥等的杀菌、骨粉消毒、仓库、工厂、文物、书籍的熏蒸）。

一种经过活化，具有发达的孔隙结构、很大的比表面积（可达1500平方米/克以上）和巨大的吸附力的炭。用不同方法制得的活性炭，具有不同形状和大小的孔隙以及性质不同的表面官能团，因而有选择性吸附的能力，能从多组分的气体和液体中吸附和分离其中某些成分。它是工业生产、科学研究、军工国防和人民生活中广泛使用的吸附剂。

简史

据埃及古书记载，远在公元前1550年以前炭就在医学上应用。在中国长沙马王堆西汉墓（公元前190～前110年）中发掘出完好的女尸，木椁四周及上部填塞木炭，厚30～40厘米，约5000多千克，这是对炭的吸附性能的应用。在工业上生产活性炭，是从1900～1901年荷兰科学家奥斯特利杰科（Raphael von Ostrejko）取得化学药剂法和气体活化法等的专利开始的。第一次世界大战时，活性炭开始用于防毒面具，并且提出了著名的吸附理论，如毛细管凝聚理论，吸附等温线和孔径分布学说，单分子层和多分子层吸附理论等，这些理论研究加深了对活性炭的认识，促进了活性炭生产的发展和应用领域的扩大。到30年代，活性炭生产已成为一门工业，40年代后提出的活性炭孔隙分类法和以吸附势理论为基础的微孔充填理论都获得实际的应用。在中国1932年才开始研究活性炭的生产工艺，到50年代逐渐形成活性炭工业。

种类

活性炭种类繁多，按其外形可分粉状炭、颗粒炭和纤维状炭，以及活性炭纸、活性炭布、活性炭板等制品；按其用途可分气相吸附炭、液相吸附炭、催化剂和催化剂载体炭等；按其生产方法可分物理炭、化学炭。

活化原理

活化方法有气体活化法和化学药剂活化法两类。气体活化法又称物理法。含碳物料用一些氧化性气体如水蒸气、二氧化碳（或烟道气）或氧气（或空气）作为活化剂，在高温下进行活化制造活性炭。木材在炭化过程中常有一些焦油物质残留在木炭中，在活化过程中，活化剂可以使残留的焦油和其他含碳化合物氧化分解，清除表面的杂质，使原来被堵塞的孔隙开放；活化剂也能侵蚀炭的表面，形成新的孔隙，原来孔隙之间的薄壁有可能被烧失，使孔隙扩大，从而形成非常发达的孔隙结构，使比表面积大大增加和提高了炭的吸附力。活化需要的温度因活化剂种类而不同，用水蒸气活化的温度约为800～950℃，用烟道气活化时约900～950℃，用空气作活化剂时，由于在高温下碳和氧的反应非常剧烈，一般在600℃左右活化。

化学药剂活化法多用氯化锌作为活化剂。主要利用氯化锌在高温下对植物原料中的纤维素起润胀、脱水、侵蚀和溶解作用，而使其形成孔隙，达到活化的目的。氯化锌法一般能制得过渡孔比较发达的活性炭，适用于糖色等大分子杂质的去除。用氯化锌法制造活性炭时，锌屑比（无水氯化锌与绝干木屑重量之比）对制得活性炭的孔隙大小有很大影响，锌屑比大时，可以制得过渡孔较发达的活性炭；锌屑比小时，可以制得微孔较发达的活性炭。几乎所有的含碳物质都可以经过不同的工序制成活性炭。

原料

林业和农业植物原料，包括木炭、木屑、果核、果壳等（其中木屑和木炭是传统原料，椰子壳是最佳原料）；矿物原料，包括煤、石油沥青、石油焦炭等；城市含炭废料，主要指水解木质素、浸提栲胶后的浅渣、制浆废液、废橡胶和塑料等。

制造工艺

活性炭的制造工艺主要有气体活化法和化学药剂活化法。气体活化法可以制造粉状活性炭，也可以制造颗粒炭。制造粉状炭一般用小炭粒进行活化，然后将活化炭磨碎成粉状；制造颗粒炭则用炭质较硬的炭粒（如果壳炭）或炭粉加粘结剂成型得到的炭粒进行活化制造活性炭。

图1气体活化法

制造活性炭的主要设备是活化炉。在中国，气体活化法常用鞍式炉，也有用多管炉、流态化炉和转炉。美国还用多层炉等。鞍式炉（图1）是由活化炉炉体、左右两个蓄热室和烟囱组成。活化炉炉体是用马鞍形和其他异形耐火砖砌成的有许多活化道的方形炉（图2），分为左右两个半炉。原料炭装入炉顶的原料槽内，借重力沿活化道缓慢下降，顺序经过预热段、补充炭化段、活化段和冷却段，最后由下部卸出。用卸料的间隔时间长短来控制炭料的下降速度。水蒸气活化剂送入左蓄热室下部，被预热到1000～1100℃后送入左半炉，经活化段与原料炭直接接触使其活化。由于活化反应是吸热反应，使炉温不断下降。活化得到的混合气体转入右半炉，在炉子的不同位置上通入二次空气，使可燃气体燃烧，产生的热量使炉温上升，混合气体使右半炉的木炭活化。逸出的高温烟道气进入右蓄热室，使其中的格子砖加热升温后排入烟囱。每隔30分钟将烟道、空气和水蒸气的闸阀切换一次，这时水蒸气送入右蓄热室按完全相反的方向流动，这样，可以使左右两半炉交替升温和降温，经常保持在活化需要的温度范围内。正常的活化温度为850～950℃。必须注意保持活化炉的正压操作。活化炉卸出的活化料经除砂、破碎、筛选、酸洗、水洗、脱水、干燥等后处理工序即可得活性炭成品。

化学药剂活化法

一般用氯化锌作活化剂，多用来制造粉状活性炭，也能制得颗粒活性炭。制造粉状活性炭的设备常用平板炉和回转炉，制造方法是将木屑用一定浓度（一般糖用炭为50～57°Be′/60℃，药用炭为45～47°Be′/60℃）的氯化锌溶液浸渍，然后进行炭化和活化。活化温度一般在600℃以下，活化料进行回收氯化锌、漂洗、离心脱水、干燥和磨碎即可制得粉状活性炭。氯化锌法的产品得率比气体活化法高，能在较低温度下进行活化，通过工艺上的调整可以生产出性质不同的活性炭。但在生产过程中容易造成气相和水质污染，必须对废气和排水进行环保处理。

图2结构和性质

活性炭属无定形碳，虽然它们不具有金刚石和石墨那样的结晶结构，但是，从X射线的衍射中已经查明，它们的结构中含有基本微晶。基本微晶是由几层碳原子呈六角形排列的网状结构不规则的互相重叠组成的。在活性炭中除了基本微晶以外，还有未组成平行层的单个网平面和无规则的碳，如脂肪链状结构的碳，附着在芳族结构边缘上的碳等。活性炭的元素组成除了碳元素以外，还有以化学结合形式存在的氢、氧等，和以灰分形式存在的许多元素，活性炭的表面还有酸性的和碱性的表面氧化物和官能团。

活性炭最重要的性质是吸附性质。活性炭是多孔物质，含有大量的孔隙，其中有半径在20埃以下的微孔，半径为20～1000埃的过渡孔和半径为1000～20000埃的大孔。由于各种活性炭的孔隙大小不同和含有不同性质的表面氧化物及官能团，因此，吸附性能各不相同，并具有选择吸附的能力。例如糖用活性炭具有较多的过渡孔、对大分子的糖色杂质有较好的吸附力，而具有较多微孔的活性炭适用于气相吸附和小分子杂质的去除。粉状活性炭的主要质量指标：对0.15%亚甲蓝的脱色力为8～14毫升/0.1克活性炭，对A法或B法焦糖色的脱色力为90～100%，总铁量不大于0.05～0.10%，氯化物含量不大于0.2～0.25%，pH值3～9，灼烧残渣不大于3～8%，干燥减量不大于10%。详细的分类和分级指标见中华人民共和国林业部粉状活性炭标准LY 216—79。

应用

活性炭的应用范围非常广泛，在气相吸附中，用于从废气中除去有害气体，环境保护中的空气净化，回收溶剂，排烟脱硫，原子辐射的防护和除去原子能设施中逸出的核裂变放射性物质和放射性碘、氪、氙等。在液相吸附中，用于食品工业中的葡萄糖、饴糖、食糖、乳制品、食用油、果汁饮料、酒类、食品添加物如味精、柠檬酸、琼脂、果胶和其他食品的精制净化；医药工业中各种药物和针剂的净化精制；化学工业中各种化学药品、工业用油剂等的精制、净化和回收；废水处理，用水处理；合成纤维工业、石油精制等，以及用作催化剂和催化剂载体等。

趋势

在世界范围内，对颗粒活性炭的需求增长较快，特别是环境污染问题随着工农业生产的发展越来越突出，对废水和废气处理用活性炭的需求日益增大，将促进活性炭工业的发展。