活性炭基本知識
物理結構與分類
什么是活性炭？
活性炭是一種具有高度發達孔隙結構、高比表面積以及強選擇性吸附能力的碳材料。它主要用于從液體或氣體中吸附和脫除特定物質，廣泛應用于凈化、精制和回收等領域。
歷史發展：
活性炭的工業化生產起源于20世紀初。1900年，Raphael von Strelchk在英國申請專利，開發了活性炭的生產技術。
活性炭的工業化生產起源于20世紀初。1900年，Raphael von Strelchk在英國申請專利，開發了活性炭的生產技術。
原料與結構
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原料： 活性炭的主要原料包括木炭、果殼、煤炭和石油焦等高碳物質。
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結構： 它是一種非結晶性碳，主要由微晶碳和碳氫化合物組成，具有大量微孔。
分類
活性炭可按以下方式分類：
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形態： 顆粒活性炭（GAC）和粉狀活性炭（PAC）。
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原料： 木質活性炭、煤質活性炭、石油基活性炭、樹脂活性炭。
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功能： 液體吸附、氣體吸附及催化性能活性炭。
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制造方法： 物理法、化學法、物理化學法。
化學性質與功能
化學組成
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含氧官能團： 含量越高，親水性越強，從而更適合水處理。
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灰分： 影響活性炭的選擇性吸附性能，也是衡量原料質量的重要指標。
功能
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水處理： 活性炭通過吸附水中有機物和有害物質，廣泛用于飲用水凈化和廢水處理。
主要類別與用途
活性炭在吸附非極性有機物方面表現出色，通過表面官能團的改性，其對極性物質的吸附能力顯著增強。
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應用領域： 液體凈化、氣體凈化、催化劑載體。
活性炭吸附基礎理論
活性炭的吸附性能基于物理吸附和化學吸附的理論。
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物理吸附： 依賴活性炭的孔徑分布和比表面積。
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化學吸附： 涉及氫鍵和極性官能團的化學作用。
吸附熱效應
粒度越小，比表面積越大，吸附性能越好。
制備工藝和活化裝置
化學法
通過磷酸、氯化鋅等化學藥品活化原料，使其形成豐富的孔隙。
利用水蒸氣或二氧化碳等氣體作為活化劑，在高溫下活化原料。
活性炭再生產
再生方法
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高溫加熱炭化再生法： 適合工業廢活性炭的再利用。
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藥劑再生法： 利用化學藥品去除污染物。
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催化再生法： 通過催化劑輔助再生，降低能耗。
應用領域
水處理
活性炭廣泛用于去除三氯甲烷、農藥、異味及其他有機物，是飲用水和工業廢水處理的關鍵材料。
活性炭用于化學合成藥物、維生素及激素的脫色和純化。
用于糖液、乳酸、食用油脂的脫色和精制，提升產品質量。
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大氣污染治理： 吸附氮氧化物、硫化物等有害氣體。
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室內空氣凈化： 有效去除甲醛、苯、氨氣等有害物質。
特殊功能與催化應用
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室內空氣凈化： 活性炭用于去除裝修污染，保障居住環境安全。
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催化劑載體： 活性炭負載金屬、硫化物、氯化物等催化劑，廣泛應用于化學反應。
