活性炭结构和性能

活性炭结构和性能    活性炭是以碳为主要成分的吸附材料，结构比较复杂，既不像石墨、金刚石那样具有碳原子按一定规律排列的分子结构，又不像一般含碳物质那样具有复杂的大分子结构，一般认为活性炭是有类似石墨的碳微晶按“螺层形结构”排列，由于微晶间的强烈交联形成了发达的孔结构，活性炭的孔结构与原料、生产工艺有关。一般认为活性炭的孔有大孔、中孔和微孔组成，大孔孔径50～200nm中孔孔径2～50nm，微孔孔径小于2nm。     活性炭的吸附性能不仅和其孔隙结构有关，而且和活性学组成和化学结构有关。活性炭表面的不饱和价和结构缺陷，不仅对活性炭吸附非极性物质有影响，而且对极性物质在 活性炭表面的吸附也有很大影响。    活性炭在除了炭元素以外，包含两类掺杂物，一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，来源于未完全炭化的原料，或者是在活化过程中，外来的非碳元素与炭发生化学结合；另一类掺杂物是灰分，它是活性炭的无机部分，主要来自活性炭生产用原料。 木质活性炭灰粉含量较低，一般在8%以下,煤质活性炭灰粉含量较高，一般在8%～20%，采用超纯煤或特殊加工工艺，煤质活性炭灰粉可降低到6%一下。    活性炭是疏水性的非极性吸附剂，能选择性地吸附非极性物质，而对不饱和的含碳化合物，如含双键或叁键的化合物选择吸附能力较小；活性炭比表面积较大，一般活性炭产品的比表面积可达500～1200m²/g，特殊用途的活性炭具有更高的比表面积。     活性炭表面化学性质与活性炭加工工艺有关，在高温下用水蒸汽活化制得颗粒活性炭表面多含碱性化合物，而用氯化锌法制得性炭表面多含酸性化合物。    活性炭的化学性质非常稳定，能耐酸、碱，能在比较大的酸度范围内应用；活性炭不溶于水和其他溶剂，所以能在水溶液和多溶剂中使用；活性炭能经受高温和高压的作用，在有机合成中常用作催化剂或载体。    活性炭使用失效后，可以用各种方法进行再生，使其恢复原来的吸附能力，活性炭一般能进行多次反复再生，如果再生方法适，其吸附能力不会显著降低。