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活性炭的定义及主要特征

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  “ 之前的内容中,我们讨论过关于活性炭生产工艺、指标等相关知识。那么我们该如何回答活性炭是什么这个问题,对活性炭应有怎样的定义呢?”

  从书籍和网络上,我们能找到多种关于活性炭的定义,小编结合不同定义及自身认知,总结出了以下这段话作为对活性炭的定义或解释:活性炭是一种含碳材料经炭化、活化处理后,形成孔隙结构发达、比表面积大、选择性吸附能力强的炭质吸附剂。其在一定条件下,能对液体或气体中的某一或某一些物质进行吸附脱除,起到净化、精制、回收的作用,实现产品的精制或环境的净化。

  简单来说,活性炭即为一种由含碳材料制成的吸附性材料,所有的含碳材料都可做成活性炭,如生活中常见的煤炭、杏仁壳、枣壳、桃壳、椰子壳、木材,甚至动物骨头都可以做成活性炭。

  吸附剂种类繁多,性质各异,活性炭作为吸附性材料,与其他吸附剂相比又有何特点?

  1、微孔发达、比表面积大、吸附能力强

  活性炭有一个很大的特点就是微孔发达、比表面积大、吸附能力强。在活性炭内部有无数我们人眼看不到的孔隙,从学术定义来说,活性炭内部的孔隙按半径大小分成了大孔(半径>100nm)、中孔(半径2~100nm)和微孔(半径<2nm),其中微孔最为发达,通常微孔的比表面积约占到活性炭总比表面积的95%。且在所有的吸附剂中,活性炭的比表面积是最大的。活性炭孔隙结构发达、孔径分布范围广,使其能够吸附直径大小不同的多种物质,因此活性炭能够被应用于多种场合。

  活性炭孔隙结构图

  2、非极性与疏水性

  活性炭具有非极性与疏水性,适合吸附非极性物质,而对极性物质的吸附能力较差。活性炭对空气中的有机溶剂以及溶解在水中的有机物具有良好的吸附性能,因此常被应用于空气净化和水处理领域。活性炭对水溶液中的大多数金属离子的吸附能力较差,就与活性炭的这一性质有关。

  3、具有催化性质

  活性炭还具有催化性质。当活性炭作为吸附材料使用时,除了吸附性本身发挥作用外,活性炭的催化性能以及炭本身所具有反应性能等,也会起到作用。

  4、性质稳定,可以再生

  活性炭化学性质稳定,不溶于水及有机溶剂,耐酸、耐碱,能承受较高温度和压力(高温和强氧化剂能使其发生氧化分解)。活性炭使用后失去吸附能力,能够通过再生反复使用。不过当前在实际使用过程中,绝大多数活性炭在吸附饱和后,都是直接进行焚烧或者填埋等处理,存在极大资源浪费现象。

  活性炭因其特有的吸附性能,已被广泛应用于环保、水处理、军工、化工、食品、医药等领域,生活中如空气净化器、饮用净水器、香烟过滤嘴、冰箱除臭器、汽车尾气处理装置等很多地方随处可见活性炭的身影,活性炭已经成为了现代工业、生态环境和人们生活中不可或缺的吸附材料。

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