活性炭結(jié)構(gòu)和性能

活性炭結(jié)構(gòu)和性能    活性炭是以碳為主要成分的吸附材料，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，既不像石墨、金剛石那樣具有碳原子按一定規(guī)律排列的分子結(jié)構(gòu)，又不像一般含碳物質(zhì)那樣具有復(fù)雜的大分子結(jié)構(gòu)，一般認為活性炭是有類似石墨的碳微晶按“螺層形結(jié)構(gòu)”排列，由于微晶間的強烈交聯(lián)形成了發(fā)達的孔結(jié)構(gòu)，活性炭的孔結(jié)構(gòu)與原料、生產(chǎn)工藝有關(guān)。一般認為活性炭的孔有大孔、中孔和微孔組成，大孔孔徑50～200nm中孔孔徑2～50nm，微孔孔徑小于2nm。     活性炭的吸附性能不僅和其孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且和活性學(xué)組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。活性炭表面的不飽和價和結(jié)構(gòu)缺陷，不僅對活性炭吸附非極性物質(zhì)有影響，而且對極性物質(zhì)在 活性炭表面的吸附也有很大影響。    活性炭在除了炭元素以外，包含兩類摻雜物，一類是化學(xué)結(jié)合的元素，主要是氧和氫，來源于未完全炭化的原料，或者是在活化過程中，外來的非碳元素與炭發(fā)生化學(xué)結(jié)合；另一類摻雜物是灰分，它是活性炭的無機部分，主要來自活性炭生產(chǎn)用原料。 木質(zhì)活性炭灰粉含量較低，一般在8%以下,煤質(zhì)活性炭灰粉含量較高，一般在8%～20%，采用超純煤或特殊加工工藝，煤質(zhì)活性炭灰粉可降低到6%一下。    活性炭是疏水性的非極性吸附劑，能選擇性地吸附非極性物質(zhì)，而對不飽和的含碳化合物，如含雙鍵或叁鍵的化合物選擇吸附能力較小；活性炭比表面積較大，一般活性炭產(chǎn)品的比表面積可達500～1200m²/g，特殊用途的活性炭具有更高的比表面積。     活性炭表面化學(xué)性質(zhì)與活性炭加工工藝有關(guān)，在高溫下用水蒸汽活化制得顆粒活性炭表面多含堿性化合物，而用氯化鋅法制得性炭表面多含酸性化合物。    活性炭的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，能耐酸、堿，能在比較大的酸度范圍內(nèi)應(yīng)用；活性炭不溶于水和其他溶劑，所以能在水溶液和多溶劑中使用；活性炭能經(jīng)受高溫和高壓的作用，在有機合成中常用作催化劑或載體。    活性炭使用失效后，可以用各種方法進行再生，使其恢復(fù)原來的吸附能力，活性炭一般能進行多次反復(fù)再生，如果再生方法適，其吸附能力不會顯著降低。