活性炭的主要成分是碳，含碳量約90%，通常是用各種植物碎料(木屑、椰殼及蔗渣等)或适當的煤或木炭為原料，經過特殊的加工處理制成。活性炭的内部有很多極微細的孔隙。孔隙的直徑很小，故總表面積很大，有很強的吸附能力。因原料和制造方法的不同，活性炭的品種相當多，分别适用于不同的用途。粉狀活性炭的微孔可以吸附低分子量的氣體和溶液中的小分子，但分子量較高的分子不能進入微孔内;中孔提供進入微孔的通道，本身又能吸附分子量較高的物質;大孔則兼有提供通道和吸附的作用。如果用活性炭吸附小分子物質，例如某些氣體(毒氣)和低分子量的有機物，可以使用微孔較多的産品;但如果要吸附較大的分子，則要選用有較多中孔的産品。活性炭的孔隙的狀況，決定于所用的生産原料及其成分、制造方法和條件等。

 

粉狀活性炭産品的外形主要有粉狀和粒狀兩大類。粉狀活性炭是非常微細的粉末，絕大部分可通過200目篩網，大部分可通過325目篩網，粉的尺寸在1～150μm之間(平均約40μm);通常，炭粉越幼細，它對雜質的吸附速度越大。故常将活性炭産品進行高度的破碎和篩選，得到微細的粉末。粉狀炭的缺點是再生比較困難，通常不再生使用，故消耗量較大(近年也有研究将它再生)。粒狀活性炭通常都再生使用，消耗量較少。它有不定型顆粒狀和柱狀顆粒兩種，粒度在0.5～4mm之間。前者是通過适當的破碎和篩選得到的，後者則是将原料通過造粒機壓制成型的。

 

用木屑為原料和用化學活化法通常制造粉狀活性炭。顆粒活性炭多數是用煤或木炭為原料，粉碎後加粘合劑(如煤焦油、木素磺酸等)壓制成型，經過幹餾炭化，然後活化處理制成(或在活化前再打碎成适當的粒度)。

 

【粉狀活性炭的質量與性能】

 

粉狀活性炭的質量有多項物理與化學的指标，主要的如：水分、灰分、酸溶物、各種金屬和酸根的含量，以及它的吸附性能等。對于不同用途的活性炭，時常用不同的物質和方法來檢驗它的吸附性能，如亞甲基藍吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎甯吸附值等。其中亞甲基藍吸附值是***常用的。亞甲基藍是一種深藍色染料，對它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物質的能力;具有大量微孔的活性炭，此值較高。焦糖吸附值(或稱焦糖脫色率、或糖蜜吸附率)是反映活性炭對具有較高分子量的有色物質的吸附性能，性能良好的活性炭，此值達到100～110。

 

國内外制造的活性炭，都有一類稱為“糖用活性炭”的産品，它可用于糖廠，也可以用在其他類似的行業，如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脫色等。它的主要特點是具有較多的中孔，因而适于處理含有較多大分子有機物的溶液。這種活性炭的焦糖吸附值比較高。 我國“糖液脫色用活性炭”的國家标準(GB/T13803.3-1999)規定，活性炭産品分為優級品、一級品和二級品三種。其水分都低于10%;焦糖脫色率分别高于100、90和80，灰分分别低于3%、4%和5%(用磷酸法生産的活性炭可在7%～9%，不分等級)，酸溶物分别低于1%、1.5%和2%，還有鐵含量和氯含量的規定。它們的pH值都在3～5之間。

 

【活性炭的技術指标及主要特性】

 

活性炭是一種很細小的炭粒 有很大的表面積，而且炭粒中還有更細小的孔——毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與氣體(雜質)充分接觸。當這些氣體(雜質)碰到毛細管被吸附，起淨化作用。活性炭的表面積研究是非常重要的，活性炭的比表面積檢測數據隻有采用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的，國内目前有很多儀器隻能做直接對比法的檢測，現在國内也被淘汰了。目前國内外比表面積測試統一采用多點BET法，國内外制定出來的比表面積測定标準都是以BET測試方法為基礎的，請參看我國國家标準(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固态物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，并且要高度集中，觀察儀表盤，操控旋鈕，稍不留神就會導緻測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb 2400比表面積測試儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法)，更重要的F-Sorb 2400比表面積測試儀是迄今為止國内******完全自動化智能化的比表面積檢測設備，其測試結果與國際一緻性很高，穩定性也很好，同時減少人為誤差，提高測試結果******性。

 

活性炭對各氣體的吸附能力(單位：ml/cm3)：

 

H2、 O2、N2、Cl2、CO2

 

4.5 、35、11、494、97

 

【機械特性】

 

(1)粒度：采用一套标準篩篩分法，求出留在和通過每隻篩子的活性炭重量，表示粒度分布。

 

(2)靜觀密度或堆密度：飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。

 

(3)體積密度和顆粒密度：飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。

 

(4)強度：即活性炭的耐破碎性。

 

(5)耐磨性：即耐磨損或抗磨擦的性能。

 

這些機械性質直接影響活性炭應用，例如：密度影響容器大小;粉炭粗細影響過濾;粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降;破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。

 

【化學特性】

 

活性炭的吸附除了物理吸附，還有化學吸附。活性炭的吸附性既取決于孔隙結構，又取決于化學組成。

 

活性炭不僅含碳，而且含少量的化學結合、功能團開工的氧和氫，例如羰基、羧基、酚類、内酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡合物，有些來自原料的衍生物，有些是在活化時、活化後由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質集中到活性炭裡成為灰分，灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類，如碳酸鹽和磷酸鹽等。

 

【活性炭應用的安全問題】

 

通常都認為應用活性炭沒有安全問題，但實際沒有******的安全，對活性炭應用中的安全不能掉以輕心，對活性炭的性質和不安全的可能性要有所認識。

 

A. 關于着火

 

1) 活性炭不列入危險品類，但是可燃的。着火後不會發生有焰燃燒，隻是陰燃。

 

2)活性炭不會自燃，在空氣中可能會着火，與汽油、柴油等混合，可引起燃燒。

 

3)活性炭燃燒時如果通風不足，會生成有毒的一氧化碳。

 

B、關于貯存

 

1) 活性炭必須存放在盡可能防火的建築内。

 

2)活性炭不可與氧化劑混放

 

3)貯放處禁止明火，火花和吸煙