科技名词

活性炭

activated carbon

定义：一种具有多孔结构、有优异吸附能力的碳基物质的总称。广泛用于气体净化、脱色脱臭和作为催化剂载体。

学科：化工_传递过程与单元操作

相关名词：焦炭 碳分子筛 活性炭吸附

【延伸阅读】

活性炭是用煤炭、木材、果壳等含碳物质通过适当的方法成型，在高温和缺氧条件下活化制成的一种黑色粉末状或颗粒状、片状、柱状的炭质材料。其中成分80%~90％是碳，还包括未完全炭化而残留在炭中或者在活化过程中外来的非碳元素与活性炭表面化学结合的氧和氢。

活性炭产品种类繁多。按原料不同可分为木质活性炭、果壳（椰壳、杏核、核桃壳、橄榄壳等）活性炭、煤基活性炭、石油焦活性炭和其他活性炭（如纸浆废液炭、合成树脂炭、有机废液炭、骨炭、血炭等）；按外观形状不同可分为粉状活性炭、颗粒活性炭和其他形状活性炭（如活性炭纤维、活性炭布、蜂窝状活性炭等）；根据用途不同可分为气相吸附炭、液相吸附炭、工业炭、催化剂和催化剂载体炭等；按制造方法不同可分为气体活化法活性炭、化学活化法活性炭和化学物理活化法活性炭。

煤基活性炭以合适的煤种或配煤为原料，比木质活性炭和果壳活性炭的原料来源更加广泛，价格也更为低廉，成为目前国内外产量最大的活性炭产品。

活性炭与一般的木炭和焦炭相比，比表面积大，孔结构（又称孔隙结构）发达，表面还含有多种官能团，因而具有非常好的吸附能力。活性炭的孔，主要指在活化过程中无定形碳的基本微晶之间清除各种含碳化合物及无序碳后产生的孔隙，其大小从几分之一纳米到数百纳米以上。按孔径的大小可分为大孔（孔径大于50纳米）、中孔（又称过渡孔，孔径在2~50纳米之间）和微孔（孔径小于2纳米）三类，而且这三类孔隙是互通的，呈树状结构。活性炭中的孔隙形状多种多样，有近圆形的、裂口状的、沟槽状的、狭缝状的、瓶颈状的等等。

各类孔隙对活性炭吸附性能的贡献不同。吸附作用绝大部分是由微孔完成的，吸附量的大小取决于微孔数量的多少。当然，大孔和中孔的作用也不能忽视，因为只有少数微孔直接通向活性炭颗粒的外表面，微孔的吸附作用是以大孔的通道作用和中孔的过渡作用为条件的。因此，吸附性能好的优质活性炭的孔结构上应有充分发育的微孔，同时又有数量及排列均适宜的中孔和大孔。

此外，不同的用途对活性炭孔结构分布的要求也不同。例如，用于溶剂回收、气相分离的气相吸附用活性炭要求以微孔为主，并含有相当数量的大孔；用于脱色、液体净化的液相吸附用活性炭，则要求以中孔为主，以保证尽快达到吸附平衡。