活性炭的用途有哪些？
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。
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木林森活性炭江苏有限公司
2020-03-31 广告
活性炭中使用甲烷和氢储存，空气净化，溶剂回收，脱咖啡因，金纯化，金属提取，水净化，医药，污水处理，空气过滤器在呼吸器，在压缩空气过滤器，牙齿美白，生产氯化氢和许多其他应用。
1、工业
一项主要的工业应用涉及在金属精加工中使用活性炭以净化电镀溶液。例如，它是去除光亮镍电镀液中有机杂质的主要净化技术。各种有机化学品被添加到电镀溶液中，以改善其沉积质量并增强诸如亮度、光滑度、延展性等特性。
2、医疗
活性炭用于治疗口服摄入后的中毒和过量服用。许多国家使用活性炭片剂或胶囊作为治疗腹泻、消化不良和肠胃胀气的非处方药。
然而，活性炭对肠道气体和腹泻没有影响，如果因摄入腐蚀剂、硼酸、石油产品而中毒，通常在医学上是无效的，尤其对强酸或强碱、氰化物、铁的中毒无效。,锂,砷、甲醇、乙醇或乙二醇。
3、分析化学
活性炭，在50％w / w的具有组合硅藻土，在低压用作固定相的色谱分离碳水化合物（单，二，三-糖用）乙醇溶液（5-50％），为流动相在分析或制备方案。
4、农业
活性炭（木炭）是有机农民在畜牧生产和酿酒中允许使用的物质。在畜牧生产中，它用作杀虫剂、动物饲料添加剂、加工助剂、非农业成分和消毒剂。在有机酿酒中，活性炭被允许用作处理剂，以从白葡萄浓缩物中吸附棕色色素。它有时被用作biochar。
5、蒸馏酒提纯
活性炭过滤器（AC 过滤器）可用于过滤伏特加和威士忌中会影响颜色、味道和气味的有机杂质。根据气味和味道判断，将有机不纯的伏特加以适当的流速通过活性炭过滤器，会使伏特加的酒精含量相同，并显着提高有机纯度。
6、燃料储存
正在研究测试各种活性炭储存天然气和氢气的能力。多孔材料对于不同类型的气体就像海绵一样。气体通过范德华力被吸引到碳材料上。
7、气体净化
活性炭过滤器通常用于压缩空气和气体净化，以去除空气中的油蒸气、气味和其他碳氢化合物。最常见的设计使用 1 级或 2 级过滤原理，其中活性炭嵌入过滤介质内。
活性炭过滤器用于将放射性气体保留在从核沸水反应堆涡轮冷凝器抽真空的空气中。大型木炭床会吸附这些气体并保留它们，同时它们会迅速衰减为非放射性固体物质。固体被困在木炭颗粒中，而过滤后的空气则通过。
8、化学净化
活性炭通常用于实验室规模来净化含有不需要的有色有机杂质的有机分子溶液。
活性炭过滤用于大规模精细化工和制药过程，用于相同目的。碳与溶液混合然后过滤掉或固定在过滤器中。
制造方法
活性炭是由碳质原料如竹子、椰子壳、柳泥炭、木材、椰壳纤维、褐煤、煤和石油沥青制成的碳。它可以通过以下工艺之一生产：
一、物理活化：使用热气体将原料制成活性炭。然后引入空气以燃烧气体，形成分级、筛选和除尘形式的活性炭。这通常通过使用以下一个或多个过程来完成：
1、碳化：含碳材料在 600–900 °C 的温度范围内热解，通常在惰性气氛中使用氩气或氮气等气体
2、活化/氧化：原材料或碳化材料暴露于温度高于 250 °C（通常在 600–1200 °C 的温度范围内）的氧化气氛（氧气或蒸汽）。
二、化学活化：碳材料浸渍了某些化学物质。化学通常为酸，强碱，或盐（磷酸25％，氢氧化钾5％，氢氧化钠的5％，氯化钙25％，和氯化锌25%）。
然后碳经受较低的温度（250-600°C）。据信，温度在这个阶段通过迫使材料打开并具有更多的微孔来活化碳。由于较低的温度、更好的质量一致性以及活化材料所需的时间较短，化学活化优于物理活化。
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活性炭的用途有很多，它的作用就是可以利用它的空隙，吸附新房子之中的甲醛，使用时需要注意定期晾晒更换，甲醛属于无色有毒气体，长期接触会有患癌风险，想彻底的清除甲醛，建议您多种方法同时使用，以下方法供您选择。
1、在家中放些绿色植物也能有效去除气味，尤其是像绿萝、吊兰、芦荟、龟背竹、仙人掌、常青藤等都能有效的吸收有害气体。另外，市面上比较流行的平安树和樟树等大型植物，它们自身能释放出一种清新的气体，让人精神愉悦，也比较适合用来去除新家具的味道。
2、开窗通风是去除游离态甲醛的最好方法，当窗户打开的那一刻，会有源源不断的新鲜空气将室内含有甲醛的空气进行稀释，达到净化甲醛的目的，但是开窗容易受天气的影响，使用时效果也受房子户型的影响。
5、空气净化器品牌众多，鱼龙混杂，普通的空气净化器并不具有很好的除甲醛效果，在购买时要认准有除甲醛功能的产品，一分钱一分货，购买时不建议购买1000元以下的▪
6、大家都知道除甲醛最简单的方法就是换气，房间通风状态不佳的家庭，可以通过风扇加速室内外的空气流动，加速含甲醛空气的排出，可以有效的降低室内的污染物浓度，但其只能治标不能治本，而且这个方法在需要保暖的季节可能不太实用
（1）处理含油污水
吸附法进行油水分离是利用亲油性材料，吸附废水中的溶解油及其它溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭，可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。
（2）处理染料废水
染料废水成分复杂、水质变化大、色度深、浓度大，处理困难。处理方法主要有氧化、吸附、膜分离、絮凝、生物降解等。这些方法各有优缺点，其中活性炭能有效地去除废水的色度和COD。
活性炭处理染料废水在国内外都有研究，但大多数是和其它工艺耦合，活性炭吸附多用于深度处理或将活性炭作为载体和催化剂，单独使用活性炭处理较高浓度染料废水的研究很少。
（3）处理含汞废水
重金属污染物中以汞的毒性最大，当汞进入人体内，就会破坏酶和其它蛋白质的功能并影响其重新合成。活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只适宜于处理含汞量低的废水。
如果含汞的浓度较高，可以先用化学沉淀法处理，处理后含汞约1mg/L，高时可达2~3mg/L，然后再用活性炭做进一步的处理。
（4）处理含铬废水
活性炭表面存在大量的含氧基团如羟基（-OH）、羧基（-COOH）等，它们都有静电吸附功能，对六价铬产生化学吸附作用，能有效地吸附废水中的六价铬，吸附后的废水可达到国家排放标准。
利用活性炭处理含铬废水是活性炭对溶液中六价铬的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水，吸附性能稳定，处理效率高，操作费用低，有一定的社会效益和经济效益。因此，用活性炭处理含铬废水已得到广泛应用。
（5）催化和负载催化剂
石墨化炭和无定型炭是活性炭晶型的组成部分，因为具有不饱和键，所以表现出类似结晶缺陷的功能。活性炭因为结晶缺陷的存在而被作为催化剂广泛应用，同时，因为其具有大的比表面积及多孔结构，活性炭还被广泛用作催化剂载体。
采用γ射线处理商品活性炭，此过程可以在不影响活性炭物理性质的条件下改变活性炭表面化学特性。通过紫外线辐射和模拟太阳光辐射研究了光催化中活性炭表面化学所发挥的作用。结果表明，无论是紫外线还是模拟太阳光辐射，活性炭都可以发挥光催化作用。
通过测定紫外线/活性炭和模拟太阳光/活性炭体系中羟基自由基和超氧阴离子自由基表明，由活性炭充当光催化剂和光诱导反应物可以有效消除杂质对反应的影响，体系中羟基自由基和超氧阴离子自由基的获得远高于单纯采用光辐射。这为发展自由基化学和寻找新的自由基反应提供了新的可能。
活性污泥因为成分复杂，导致其厌氧腐化过程缓慢。有学者将粒状活性炭用于活性污泥的厌氧腐化，使活性污泥腐化过程中甲烷产率提高了17.4%，同时使活性污泥腐化率提高了6.1%。
另外在活性炭表面引入-SO3H，对合成甲基叔戊基醚过程有催化作用，该催化剂制备方便，催化活性高且不易分解，体现出改性活性炭催化剂的巨大应用潜能。有研究表明采用粒状活性炭负载臭氧体系使腐殖酸的催化氧化率达到48.1%，为腐殖酸的降解提供了新的途径。
通过活性炭负载氧化铝作为改性活性炭糊电极用于苯酚的电催化氧化研究，表现出了较好的稳定性和可重复使用性，同时具有相对较低的检出限和较宽的检测范围。
（6）临床医用
活性炭由于其良好的吸附性能，可用于急性临床胃肠解毒急救，其具有不被胃肠道吸收且无刺激性、可以直接口服、简单便利等优点；同时，活性炭也被用于血液净化和癌症治疗等。结肠直肠癌是常见的恶性肿瘤。研究表明，以纳米活性炭作示踪剂可以有效增加结肠直肠癌患者淋巴结检测次数。
活性炭纤维具有两种特性：一是吸附性能；二是远红外放射性能。将银吸附在活性炭纤维上，用于治疗慢性创面患者，在接受治疗的数月内伤口没有任何不良反应。有学者以椰壳活性炭为载体负载加替沙星，结果表明，其对加替沙星负载能力较好，可以用作加替沙星的缓释载体。
对选用扑热息疼和布洛芬作为模型药物，采用活性炭作为药物载体的研究表明，活性炭颗粒表现出非常低的细胞毒性，该研究为活性炭作为无定型药物载体提供了支持。
有学者单纯利用每日两次直肠局部注入高活性粒状活性炭来治疗简单的慢性肛瘘，结果表明，这种治疗方法效果良好、安全性高，并且相较于其它治疗方法，病人更容易接受，为慢性肛瘘的治愈提供了新的策略。
辨别活性炭的真假技巧：
1、取部分产品在海绵上，然后取红墨水放在针筒里，在针口处放上加了产品的海绵，将其推入针筒中。如果是真活性炭，红墨水颜色马上就会变透明，颜色反应越慢的，越有可能是假的。
2、将产品倒入清水，冒出大量气泡、水质清澈的是真活性炭。
3、将产品泡在水中，没味道的是真活性炭。
