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1.3活性炭的简介及应用
活性炭是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭是一种绿色环保的材料，以木质、果核、煤等原料经过炭化活化制作的。等活性炭中含有80%至90%以上的碳，所以它可作为疏水性吸附剂。活性炭中还含有氧和氢两种化学元素。这两种化学元素可是炭化过程中未完全炭化而残留在炭中的，也可能是活化过程中产生的化学元素。活性炭是一种非常重要的工业吸附剂，它的空隙结构高度发达、巨大的比表面积、稳定的化学性质和强大的吸附容量及可再生性。活性炭作为除杂质的物质是因为它有较强的吸附能力。活性炭由于有化学吸附和物理吸附两种能力，由于化学键强，对污染物分子的结构影响较大，故可把化学吸附看做化学反应，是污染物与活性炭间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移，而不是简单的微扰或弱极化作用，是不可逆的化学反应过程。吸附过程中，当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附。此外活性炭的价格低廉，具有反复再生和回收的性能，可用于气相吸附和液相吸附。在气相吸附方面，主要是针对有毒气体的过滤和气体净化、分离。主要用于电力、冶炼、石化等行业的烟气脱硫、脱砷、脱氮，净化、提纯和精制氢气、天然气等气体，回收易挥发的有机物质，如芳香烃、含氮化合等物质。除此之外，活性炭还可用于空气净化，空气的氮、氧吸附分离和纯化，工业氮的高压吸附分离和提纯，有毒有害气体的防护。在液相方面，活性炭作为吸附剂的使用始于精制糖的脱色。粉状炭吸附速度快、吸附效果好。在食品、制药、化工等行业上，可用活性炭对糖、食用油、生物制药等进行脱色精制。在水处理行业，活性炭可以除去异、颜色和对人体有害的物质，使饮用水和人类的其它生活用水达到可接受的质量水平，对于不同污染过程的工业废水，活性炭能够除去水中有可能会引起腐蚀和生锈的化合物。随着对活性炭不断的研究，其质量越来越好、种类也越来越多，在各个领域中都有非常广泛的应用，具有较高的商业价值。随着活性炭行业的不断发展，它被越来越多的行业和企业所利用。在石化行业被用作水的净化及污水处理，在电力行业被用水质的处理及保护，活性炭还可以用作黄金的提取、食品的脱色、提纯及除臭等多方面的用途"源|自\751[文+论-文/网[www.751com.cn。
1.4国内外活性炭的发展现状
活性炭作为一种多孔性含碳吸附剂，经过一个多世纪不断探索和研究，其性能不断地被开发和优化，在化工、环保、食品等工业生产以及日常生活中有越来越重要的作用。十八世纪后半期，谢勒和方塔纳证明木质活性炭有效的吸附大量气体及空气。洛维茨也记载活性炭能对有色液体具有脱色能力。之后的国外研究对活性炭的吸附能力未作出系统的研究。直到十九世纪后半期，有人提出椰壳活性炭具有最出色的吸附能力。二十世纪初，奥斯特雷杰科开始使用氯化锌法制备活性炭或者用二氧化碳或水蒸气制备活性炭，在这个条件下，欧洲地区开始制造粉末活性炭。在第一次世界大战时，把活性炭利用在防毒面具上分解有毒气体。之后随着工业化学的迅速发展，人们加强了对活性炭的研究和利用。二十世纪中期，美国芝加哥自来水厂利用活性炭除臭，相继活性炭被利用在环保行业。国内活性炭的发展起步比较晚，二十世纪初，我国的制药业、化学工业使用的活性炭基本上来源于国外，直到1930～1940年之间，我国才开始自主研究活性炭，生产活性炭的原料主要是煤基类、木质类、果壳类，其中煤质活性炭产量最大。经过改革开放几十年的发展，我国活性炭的产量位居世界第二，仅次于美国，也成为了世界最大的活性炭出口国家。但是我国生产活性炭与欧美等发达国家的相比仍然存在很大的差距，相比之下我国生产的活性炭产品档次低、生产装备落后、生产效率低，产品种类少、生产产出的污染较大等一系列问题需要进一步解决。