什么是活性炭，常见活性炭分为那些种类？

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活性炭是含碳物质经过炭化和活化制成的多孔性产物。它具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，可用作吸附剂、催化剂和催化剂载体。目前认为活性炭是由类石墨微晶构成的，为螺层形结构（Turbostratic Structure），但也有人认为活性炭是芳香三元结构（Aromatic Three-Dimensional Structure），又称瑞利结构（Riley Structure），或是中间体结构（Mesostructure），当然也有人认为活性炭是由四面体碳结构（Tetrahedral Carbon Structure）］的碳微晶构成的。
活性炭表面含有多种化合物，当它吸附氧时就形成各种基团，在活性炭微晶边缘棱角处的原子或外露晶格缺陷、移位和断层处，是形成氧基团的主要部分。而这些氧基团又分为酸性和碱性两类。酸性基团主要有七种结构型式：①羧基；②酚羟基；③醌型羰基；④正内酯基（n一内酯基）；⑤荧光型内酯基（f-内酯基）；⑥羧酸酐基；⑦环形氧基。前三种化合物是主要的，而两种内酯基都是从羧基衍生而来的。碱性基团主要有三种，它们均是色烯结构化合物。试验表明，碱性基团形成的量较少，被覆盖的表面积比起酸性基团少得多。活性炭表面除氧基团外，还有硫基团和氮基团，硫基团是硫原子和活性炭表面作用或用表面氧基团置换形成的。根据近年来的电子能谱和傅里叶变换红外光谱对经过硫处理的活性炭进行研究，证实硫化物的种类很多，而且这些化合物在酸碱溶液中的性能非常稳定。氮基团是氮原子同活性炭表面碳原子或表面氧基团作用后形成的基团。如果在一定温度下，用氨及各种有机氨、氮杂茂等处理活性炭，均可使氮原子牢固地结合在表面上。很多试验表明，凡含有氮基团的表面，在催化氧化中，特别是在二氧化硫氧化成三氧化硫的反应中起重要作用。活性炭表面不仅能形成上述几种基团，还能和氟、氯、溴和碘等元素反应，生成新的表面基团，这些基团对活性炭的吸附、催化和作为催化剂载体都有着重要的影响，是值得我们进行深入的研究和探讨的。如羧基对于氯乙烯的合成，醌型羧基对于醋酸乙烯合成均起十分有益的作用。

活性炭具有发达的孔隙结构，主要包含有三种孔隙，即大孔、中孔和微孔。大孔分布在活性炭颗类的外表面，中孔是大孔的分支，微孔又是中孔的分支。在气相吸附中微孔起主要吸附作用，有时又被称为吸附孔，中孔和大孔为被吸附物质进入微孔提供通道，因此，又被称为输送孔。微孔还可再分为细微孔和次微孔（极微孔和超微孔）。细微孔是活性炭中微小的孔，它的特征尺寸为r＜0.6～0.7nm，次微孔的特征尺寸为0.6～0.7nm＜r＜1.5～1.6nm（国际理论与应用化学联合会规定次微孔的上限为r＝2.0mm）吸附主要在细微孔和次微孔内进行。对于一般活性炭，二者的孔容为0.2～0.6cm3／g，对应的比表面积占总表面积95％以上，大于微孔的孔隙是中孔，其特征尺寸为1.5～1.6nm＜r＜100～200nm,中孔容积为0.1～0.2cm3／g,对应的比表面积一般不超过总表面的5％。有时通过调整活化工艺条件或其他办法也可增加中孔容积，达0.7cm／g，比表面积可达到200～400m2／g。中孔在气相吸附中一般起吸附质进入微孔的通道作用，但随着相对压力增高到一定高度时产生毛细凝聚，这时在吸附等温线上出现滞后圈。在液相吸附中，中孔对大分子的吸附起着重要的作用。大孔的尺寸是r＞100～200nm，大孔容积为0.2～0.5cm3／g，对应的比表面积为0.5～2.0m2／g。大孔表面积占总孔表面积的比例很小，在吸附过程中不起明显的作用，通常可以忽略不计。活性炭作为载体使用时，催化剂主要沉积在中孔和大孔中。

活性炭从外观形状上看，有粉状活性炭、粒状活性炭、纤维活性炭。粒状活性炭包括无定形粒状炭、柱状活性炭、球形活性炭、空心球状活性炭及微球炭等。每种炭中又有几个或十几种不同用途的炭，如粉状炭中有化学炭、糖用炭、药用炭、针剂炭及净水用炭等；粒状炭中有净空炭、净水炭、脱硫炭、脱氯炭、脱色炭、载体炭、溶剂回收炭、味精炭、黄金冶炼炭、维尼纶载体炭及防毒面具用炭等。如果要评价活性炭的性能及吸附特性，要根据活性炭的用途和要求的不同，采用合适的指标。活性炭的主要指标有粒度、比表面积、孔隙溶剂、孔分布、真密度、颗粒密度、堆积密度、强度、水分、灰分等；表征吸附性能的指标有苯吸附率、四氯化碳活性、碘值、酚值、糖蜜值、焦糖值、醋酸吸附值、醋酸锌值和亚甲蓝值等；当然还有一些特殊用途的指标。
活性炭是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳要素外，还涵盖两类掺和物：一类是化学结合的要素，主要是氧和氢，这些要素是由于未全然炭化而残存在炭中，或者在活化过程中，外来的非碳元素与活性炭表面化学结合;另一类掺和物是灰分，它是活性炭的无机部分，灰分在活性碳中易致使二次污染。活性炭由于具较强的吸附性，普遍应用于生产、生活中。
产品主要用以饮用水、纯净水、制酒、饮品、工业污水的净化、脱色、脱氯、除臭;也可用于炼油行业的脱硫醇、除去有机物等。无论是煤活性炭还是木活性炭，都是因为其吸附性能而用于水处理。吸附性能越高，活性炭的吸附容量越大，吸附效果和质量越好。
活性炭是一种功能性碳材料，因具有比表面积大、孔隙结构发达、吸附效率高、化学稳定性好等优点而被广泛应用在工农业生产的各个方面，如污水处理、气体净化、黄金提取、溶剂回收等。那么活性炭常见的都有那些种类呢？
一、活性炭根据原料和形状可以分为多种，根据活性炭的不同形状，其主要功能也不同。形状可分为颗粒活性炭、粉末活性炭、柱状活性炭等。
　　1:粒状活性炭
　　颗粒活性炭是净水器中常用的一种活性炭。一般来说，颗粒越小，其吸附效果越好。但水阻力大的时候，容易漏碳。因此，在净水行业中，一般选择合适粒径的活性炭。在大型水处理设置中，一般选用10-24亩以上的活性炭，小型家用净水器一般选用16-32目的活性炭。特别适用于电厂、石化、炼油厂、印染纺织业、食品饮品、医药用水、电子高纯水、生活饮用水、工业中水回用等行业。更能有效性吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染物，余氯、半脱氯值，以及有机溶剂的回收等。

　　2:粉末活性炭
　　粉末活性炭的粒径比颗粒活性炭小得多，因为颗粒越小吸附效果越好，所以其吸附效果比颗粒活性炭好。粉末活性炭以高品质木屑、椰壳、煤质为原材料，经系列生产工艺精加工而成。粉末活性炭有着过滤速度快、吸附性能好、脱色除味能力强、经济结实等优点，产品普遍应用于食品、饮品、医药、自来水、糖、油脂等行业，在酿酒、污水处理、电厂、电镀等领域应用也比较广泛。

　　3:柱状活性炭
　　在工业污水处理中，由于柱状活性炭易清洗、机械强度高、吸附容量大，所以一般采用柱状活性炭。可以用来净化水。柱状活性炭以高品质煤、椰壳、木屑为原材料，经系列生产工艺精加工而成。外观呈黑色圆柱形微粒，普遍应用于气体处理、污水处理、脱硫脱硝、溶剂回收、制氮机、空分装置、喷漆车间等领域。
　　煤柱状活性炭具备间隙构造繁荣，比面积大，吸附能力强，机器强度高，床层阻力小，化学安定性能好，易再造，经久耐用等优点。产品孔径分布合理，达到理想吸附与脱附，从而大大提高产品的使用寿命(平均2-3年)，是平常煤质炭的1.4倍。
　　柱状活性炭适用性：a、气相吸附;b、有机溶剂回收(苯系气体甲苯、醋酸纤维行业中的丙酮回收);c、杂质和有害气体祛除，废气回收;d、炼油厂、加油站、油库过量汽油回收;e、用以活性炭催化均四氯乙烷脱HCl制备三氯乙烯。

4.蜂窝活性炭
蜂窝活性炭使用高品质煤质活性炭为原料，经蜂模具遏制，高温活化烧制而成
　　蜂窝活性炭兼具比表面积大，通孔阻力小，微孔繁荣，高吸附容量，用到寿命长等特色，在空气污染治理中广泛运用。选用蜂窝活性炭吸附法，即废气与兼具大表面的多孔性活性炭接触，废气中的污染物被吸附，从而起到净化效用。可直接采用或置入净化柜、吸附床采用，若废气浓度高，排放量大，可两台净化柜、吸附床轮班采用。在使用过程中，尽可能避免温度过高，温度过高会减低吸附量，吸附量随温度升高而下滑;同时要避免高含尘量和油雾，因为焦油尘雾会阻塞活性炭微孔，增加阻力，下降吸附效用，如果采用环境包含大量浓尘和焦油，应加装前级除尘过滤才能达到理想佳使用效用和理想长使用寿命。

二、活性炭按原料的不同可分为以下几种：
①煤质活性炭，又称煤基活性炭。系用各种原煤通过不同工艺制造的一大类活性炭产品的统称。煤质活性炭根据制造工艺的不同又可分为成型炭和原煤直接破碎炭两类。前者又可进一步细分为湿法成型炭和干法成型炭。
②木质活性炭。系用各种硬质木材、农作物废料、以及其它含木质纤维素的工农业废料为原料，通过化学法、物理法或物理化学结合法制成的活性炭。
③果壳果核类活性炭。如椰壳炭、杏核炭、桃核炭等。
④石油系活性炭。用石油沥青、石油焦等作原料，制成的活性炭产品。
⑤树脂类活性炭。用酚醛树脂、废的离子交换树脂等为原料，经特殊工艺制得的活性炭产品，有时将纤维炭亦归入此一类型中。
⑥其它的小品种活性炭产品。包括用动物血液制成的血炭，用动物骨骼制成的骨炭，用各种原料制成的分子筛活性炭，用强碱与含碳原料制造的高表面积活性炭，采用有机高分子溶液经特殊工艺制成的铸型法活性炭，碳气凝胶活性炭等等。
三、活性炭按制造方法分为：
化学药品活化法活性炭。多采用氯化锌、磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠等作活化剂。
物理活化法活性炭。多数采用水蒸气活化法，有时采用二氧化碳和空气活化。大生产中，实际上是这三种活化气体的混合活化过程。
四、活性炭按用途可分为：
①气相吸附活性炭。可用于排气处理、空气净化、溶剂回收、气体分离、脱臭、脱硫脱硝、工业原料气体精制、气相色谱填充剂、空气采样器、保鲜、臭氧脱除、香烟滤咀、天然气吸附贮存、军用和民用防毒面具等。
②液相吸附活性炭。自来水处理、纯净水制造、工业及生活污水的深度处理、脱色精制、血液净化、黄金回收、双层电容器电极用、药用炭等。
③触媒（催化剂）用活性炭。可直接用作工业过程的催化剂，更多的时候活性炭是用作催化剂载体（如担载贵金属铂、钯、钌、金等制成的铂炭、钯炭催化剂等）。