研究性学习示范：活性炭

活性炭的性能与应用研究活性炭是一种具有广泛应用价值的非晶态碳质材料，具有高比表面积、孔隙率大等特点。

在环境保护、制药、食品工业、能源工业等领域都有广泛应用。

本文将对活性炭的性能与应用进行研究。

一、活性炭的制备方法活性炭的制备方法一般包括物理法、化学法和物理化学法三种。

物理法制备的活性炭主要分为氧化炭和活性炭两类。

氧化炭是通过高温氧化石墨化物、金属硫酸盐和有机物质等获得的；活性炭是通过煤炭、木材等原料经过热解制成活性炭坯后，再进行活化得到的。

化学法制备的活性炭主要是指从含碳物质中制得的活性炭。

在化学法制备活性炭时，一般通过一定的活化剂和处理条件来使原材料含碳物质转化为活性炭。

物理化学法制备的活性炭是一种成熟的制备方法，优点是制备工艺简单、制备的活性炭具有高孔隙度、高比表面积和较好的吸附性能等特点。

通常采用物理化学法制备活性炭其活化剂主要是水蒸气和CO2等。

二、活性炭的性能1.高比表面积活性炭的高比表面积是它具有强大吸附能力的关键之一。

高比表面积使活性炭在吸附过程中能大量吸附气体和可溶解固体等有害物质，净化空气和水源。

2.多孔性活性炭的多孔性使其具有较大的内嵌孔和纳米孔，这些孔的大小和形态决定了活性炭的吸附能力。

多孔性极强的活性炭可以吸附并分离气体、水和溶液中的有机物、无机物和重金属元素以及其他杂质。

3.化学稳定性活性炭表面有相应的官能团，如羟基、甲酸基、羰基和羧基等，能够和各种有害物质进行物理或化学反应，吸附并分离有害物质。

4. 热稳定性活性炭具有一定的热稳定性，即在高温环境下仍能保持较好的吸附能力。

此特点使得活性炭在一些炼油和化工生产领域得到了广泛的应用。

三、活性炭的应用活性炭作为一种吸附剂能够吸附和分离几乎所有的气体、水和溶液中的有机物、无机物和重金属元素以及其他杂质，其在环保、废气、废水和医药等领域都具有广泛应用。

1. 废气处理活性炭能够吸附和分离异味气体，对空气的净化和治理可以起到很大的帮助。

八年级科学活性炭知识点科学活性炭知识点活性炭是一种常见的化学物质，它具有很高的吸附性能和很强的氧化还原能力，被广泛应用于工业和生活中。

在八年级的科学课程中，学生将学习活性炭的相关知识，本文将为大家介绍八年级科学活性炭的知识点。

1. 活性炭的定义活性炭是一种多孔性固体物质，由于其高度开发的内表面积和可调节的孔隙结构，使其具有极强的吸附和催化性能。

2. 活性炭的制备活性炭的制备是通过高温、化学活化、蒸气活化等方法得到的。

其中化学活化法是最常用的方法，它是利用酸或碱的腐蚀作用，将含碳原料活化制成活性炭。

3. 活性炭的结构活性炭的内部结构是由碳原子组成，具有多孔性的结构，孔径大小和孔隙分布是影响活性炭性能的主要因素之一。

4. 活性炭的吸附性能活性炭的吸附性能是其最大优势之一，它能够吸附水中的有机物、气体中的有害物质和金属离子等。

活性炭的吸附机理主要是物理吸附和化学吸附。

5. 活性炭的催化性能活性炭的催化性能是一种非常重要的性质，它是活性炭被广泛应用于化工、环保、医药等领域的重要原因之一。

6. 活性炭的应用活性炭在工业、农业、环境保护和生活等方面有广泛的应用。

例如，活性炭能够去除饮用水中的水垢、余氯和氯胺等化学物质，以及食用油中的色素、异味和杂质等。

7. 活性炭的应用前景由于活性炭具有广泛的应用前景和很高的应用价值，未来几年内市场需求会继续增长，有望成为一个新兴的产业。

结论活性炭是一种重要的化学物质，具有很高的应用价值和广泛的应用前景。

学生们学习活性炭的相关知识，不仅能够拓宽知识面，还能够培养创新意识和环保意识。

活性炭吸附法实验报告1. 实验目的本实验旨在探究活性炭作为吸附剂在去除染料废水中的应用，通过实验验证活性炭的吸附性能。

2. 实验原理活性炭是一种具有大量微孔和孔隙的多孔性材料，具有较大的比表面积和吸附能力。

活性炭材料的孔隙结构可以吸附和储存多种气体、液体或溶质，并在一定的条件下释放出来。

本实验中，活性炭将吸附溶液中的染料分子，实现对染料的去除。

3. 实验步骤3.1 准备工作•准备所需材料：活性炭样品、染料溶液、试管、试管架、移液管等。

•将试管清洗干净，并晾干备用。

3.2 实验操作1.在试管中加入一定量的染料溶液。

2.取适量的活性炭样品，加入试管中。

3.用试管架将试管固定，并加热至一定温度。

4.观察试管中溶液的颜色变化，并记录下来。

5.将试管从加热源中取出，待其冷却至室温。

6.使用移液管将试管中的溶液转移至离心管中。

7.进行离心操作，分离出溶液中的活性炭样品。

8.观察离心管中的溶液，记录下其颜色变化。

4. 实验结果与分析根据实验步骤所得到的结果，我们可以观察到染料溶液在与活性炭接触后发生了颜色的变化。

这是因为活性炭的表面具有较大的吸附能力，能够有效吸附溶液中的染料分子。

通过离心操作，我们将溶液中的活性炭与染料分离，观察到离心管中的溶液颜色明显变浅，说明活性炭对染料的吸附效果良好。

5. 总结与展望通过本次实验，我们验证了活性炭作为吸附剂在去除染料废水中的有效性。

活性炭具有较大的比表面积和吸附能力，能够吸附溶液中的有害物质，实现净化水质的目的。

然而，本次实验仅是基于简单的染料溶液，后续可以进一步研究和探究活性炭在处理更为复杂的废水中的应用。

参考文献[1] Kim, J., Yun, S., & Park, S. (2015). Adsorption of dissolved organic matter onto activated carbon: Mechanisms and kinetic models. Chemical Engineering Journal, 279, 775-784.[2] Wang, S., & Li, H. (2019). Application of activated carbon in water treatment:A review. Journal of Environmental Sciences, 75, 123-135.。

利用废物制取活性炭课题研究活动记录
在学校的指导下，我们小组决定开展一次利用废物制取活性炭的课题研究活动。

首先，我们收集了大量的废旧塑料、纸张等材料，并对其进行了分类整理。

接着，我们通过查阅相关资料和实验验证，确定了最佳的制备工艺和条件。

具体步骤如下：
第一步，将废旧塑料、纸张等材料粉碎成细小的颗粒状物质；
第二步，将颗粒状物质与一定量的水混合均匀；
第三步，将混合物放入反应釜中进行加热反应；
第四步，待反应完成后，将产物进行过滤、干燥等处理工序，最终得到高纯度的活性炭。

在实验过程中，我们遇到了一些困难和挑战。

比如说，原料的选择和配比对产物的质量有很大影响；反应温度和时间也需要根据具体情况进行调整；过滤和干燥的过程也需要严格控制以保证产物的纯度。

但是，通过不断的尝试和改进，我们最终成功地制备出了一批高品质的活性炭样品。

通过这次课题研究活动，我们不仅深入了解了活性炭的生产过程和技术要点，更重要的是培养了我们的实践能力和创新精神。

同时，这也是对我们环保意识的一种践行和体现。

未来，我们将继续关注废物处理问题，探索更多可持续性的解决方案，为建设美丽家园贡献自己的力量。

活性炭可行性研究报告一、研究背景活性炭是一种具有高度的孔隙结构和吸附能力的多孔性碳材料，广泛用于空气净化、水处理、工业废气脱附、食品饮料精制等领域。

随着环境污染问题的日益突出，活性炭在净化环境和改善生活质量方面发挥着越来越重要的作用。

因此，对活性炭的可行性进行深入研究，有利于提高其利用效率，推动环境保护和资源利用的可持续发展。

二、研究目的本研究旨在探讨活性炭在不同领域的应用可行性，评估其在环境污染治理、工业生产和生活领域的推广和应用潜力，为活性炭的生产、改性和利用提供技术支持和决策参考。

三、研究方法1. 文献综述：对活性炭的制备方法、性能特点、应用领域及研究进展进行综述，获取最新的研究成果和技术进展。

2. 试验研究：通过实验室试验和现场调研，对活性炭的吸附性能、再生利用、材料改性等方面进行深入研究，获取活性炭在不同环境下的应用效果和经济效益数据。

3. 综合评价：综合考虑各种因素，对活性炭在环境治理、工业生产和生活领域的可行性进行评价分析，提出发展建议和决策支持。

四、研究内容1. 活性炭的制备方法和性能特点2. 活性炭在环境治理中的应用可行性研究2.1 大气污染治理2.2 水污染治理2.3 土壤污染治理3. 活性炭在工业生产中的应用可行性研究3.1 工业废气处理3.2 工业废水处理3.3 催化剂载体4. 活性炭在生活领域的应用可行性研究4.1 家用净水器4.2 空气净化器4.3 饮品精制5. 活性炭材料改性及再生利用研究五、研究结果1. 活性炭在环境治理中的应用可行性研究结果表明，活性炭在大气、水、土壤污染治理中均具有良好的应用前景，吸附效果显著。

2. 活性炭在工业生产中的应用可行性研究结果表明，活性炭在工业废气处理、废水处理和催化剂载体方面具有广阔的应用前景，可有效改善环境质量和降低生产成本。

3. 活性炭在生活领域的应用可行性研究结果表明，活性炭在家用净水器、空气净化器和饮品精制方面具有显著的净化效果和生活改善作用。

【教学资源】有关活性炭的教学资源湖北省石首市文峰中学刘涛一、自制活性炭冰箱除味剂的主要成分是活性炭，这是因为活性炭具有疏松多孔的特殊结构，具有吸附能力，是一种高效的环境净化剂，能吸附有害气体，以祛除或减轻冰箱中的一些异味。

下列这个小实验利用优质核桃壳自制活性炭。

【实验用品】硬质试管、100 mL烧杯、玻璃棒、漏斗、pH试纸、滤纸、铁架台（铁圈）、石棉网、蒸发皿、酒精喷灯、铁锤；核桃壳、蒸馏水、10%稀盐酸等。

【做一做】⑴把核桃壳放在一张厚纸上，用铁锤砸碎，取约10g核桃壳碎末装入硬质试管，使用酒精喷灯加热，并不断转动试管及移动喷灯，使核桃壳碎末均匀受热。

当不再产生气体或观察到碳粒加热至红炽状，撤去酒精灯冷却到室温；⑵将试管中的炭粒加入到烧杯中，再倒入50 mL 10%稀盐酸，用酒精灯加热煮沸15 min，溶液呈淡黄色，弃去杯内溶液，重复上述操作一次，以除净炭粒中的矿物杂质；⑶待碳粒冷却后过滤，用蒸馏水洗涤三次，再把滤纸上的炭粒倒在另一个干净的、盛有50 mL 蒸馏水的烧杯里，煮沸15 min，倒去杯内的液体，再换新蒸馏水重复多次，直到用pH试纸检测水呈中性为止。

最后将含有炭粒的液体过滤；⑷把过滤后的湿炭粒放入蒸发皿里，用酒精喷灯加强热，并用玻璃棒不断搅拌直至炭粒全部烤干，酒精喷灯不可长时间高温。

将冷却后的活性炭储存于洁净、干燥的广口瓶中（你知道活性炭在生活中有哪些用途呢？）。

【想一想】自制的活性炭是以优质核桃壳为原料，把核桃壳碎末经过近1000℃高温强热干馏，可得到粗制的活性炭，再经酸煮、水洗处理后，可得到的性能较好的活性炭。

活性炭外观为黑色，呈颗粒状，具有空隙发达、吸附性能好、强度高、易再生、经济耐用等优点。

活性炭作为一种性能优良的吸附剂，可用于活性炭净水器、冰箱除味剂等。

二、活性炭可重复使用吗？家用净水器中活性炭按照说明书的要求，规定在使用期限内要定时更换，可是有同学对此认为：为了节约成本，活性炭是可重复使用的。

一、实验目的1. 了解活性炭的吸附特性及其在水处理中的应用。

2. 掌握活性炭吸附实验的基本原理和操作方法。

3. 研究活性炭对有机污染物的吸附效果，为实际水处理工程提供参考。

二、实验原理活性炭是一种具有高度发达的孔隙结构和巨大比表面积的吸附材料，广泛应用于水处理、空气净化等领域。

活性炭的吸附作用主要包括物理吸附和化学吸附两种形式。

物理吸附是指吸附质分子与活性炭表面分子间的范德华力作用，而化学吸附是指吸附质分子与活性炭表面分子间的化学键作用。

本实验采用间歇式静态吸附法，通过改变活性炭的投放量和吸附时间，研究活性炭对有机污染物的吸附效果。

三、实验仪器与材料1. 仪器：锥形瓶、分光光度计、磁力搅拌器、电子天平、温度计、pH计、移液管等。

2. 材料：活性炭、亚甲基蓝溶液、蒸馏水、氢氧化钠、盐酸等。

四、实验步骤1. 准备溶液：将亚甲基蓝溶液稀释至一定浓度，配制一系列不同浓度的溶液。

2. 准备活性炭：将活性炭用蒸馏水洗涤，去除杂质，然后在105℃下烘干至恒重。

3. 吸附实验：将活性炭粉末加入到锥形瓶中，加入一定量的亚甲基蓝溶液，置于磁力搅拌器上，设定不同吸附时间，观察溶液颜色变化。

4. 测定吸附效果：取吸附后的溶液，用分光光度计测定吸光度，计算吸附量。

5. 计算吸附等温线：以吸附量为纵坐标，溶液浓度为横坐标，绘制吸附等温线。

五、实验数据与分析1. 吸附量随吸附时间的变化：实验结果表明，活性炭对亚甲基蓝的吸附量随吸附时间的延长而增加，在一定时间内达到吸附平衡。

2. 吸附等温线：根据实验数据，绘制吸附等温线，发现活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温式。

3. 影响吸附效果的因素：实验结果表明，活性炭的吸附效果受温度、pH值、溶液浓度等因素的影响。

六、结论1. 活性炭对亚甲基蓝具有良好的吸附效果，可作为水处理中的吸附材料。

2. 活性炭的吸附效果受温度、pH值、溶液浓度等因素的影响，实际应用中需根据具体情况调整吸附条件。

活性炭的工作原理
活性炭是一种具有高度吸附能力的材料，它主要通过物理吸附和化学吸附两种机制来去除水和空气中的污染物。

以下是其工作原理的详细解释：
1. 物理吸附：活性炭具有大量的微孔和介孔结构，这些孔道大小分布范围广，可以吸附各种不同大小的分子。

当有害物质接触到活性炭表面时，由于表面吸附作用，它们会进入这些微孔和介孔中，附着在活性炭上。

这是因为活性炭具有大比表面积，提供了足够的吸附区域。

这种吸附能力使活性炭可以有效去除水中的有机污染物、异味物质等。

2. 化学吸附：活性炭不仅可以通过物理吸附捕获污染物，还可以通过化学反应将一些特定的污染物转化为无害物质。

活性炭表面通常会被氧化，形成一层含有氧基团的物质，这些氧基团与某些有害物质之间会发生化学反应。

这种化学吸附机制使活性炭能够吸附去除一些难以通过物理吸附去除的化学物质，如氯化物、亚硝酸盐和有机酸等。

总之，活性炭的工作原理主要是通过其高度发达的孔隙结构和吸附能力，吸附并去除水和空气中的有害污染物。

实验三：活性炭吸附试验一、实验目的（1）通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作。

（2）掌握用“间歇”法、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法。

二、实验原理活性炭吸附是目前国内外应用比较多的一种水处理手段。

由于活性炭对水中大部分污染物都有较好的吸附作用，因此，活性炭吸附应用于水处理时往往具有出水水质稳定，适用于多种污水的优点。

活性炭吸附常用来处理某些工业废水，在有些特殊情况下也用于水处理。

活性炭吸附利用活性炭固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，达到净化水质的目的。

净化水质的目的。

活性炭的吸附作用产生于两个方面，活性炭的吸附作用产生于两个方面，活性炭的吸附作用产生于两个方面，一是物理吸附，一是物理吸附，一是物理吸附，指的是活指的是活性炭表面的分子受到不平衡的力，而使其他分子吸附于其表面上；另一个是化学吸附，指活性炭与被吸附物质之间的化学作用。

活性炭的吸附是上述两种吸附综合作用的结果。

当活性炭在溶液中的吸附和解析处于动态平衡状态时，成为吸附平衡，此时，被吸附的物质的溶液中的浓度和再活性炭表面的浓度均不再变化，而此时被吸附的物质在溶液中的浓度成为平衡浓度，活性炭的吸附能力以吸附容量q 表示，即：MC C V q )(0-=式中 q ——活性炭吸附量，即单位质量的吸附剂所吸附的物质量（g/g ）； V ——污水体积（l ）；C 0，C ——分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质的质量浓度（g/l ）；M ——活性炭投加量（g ）。

在温度一定的条件下，活性炭的吸附量q 与吸附平衡时的质量浓度C 之间关系曲线称为吸附等温线。

在水处理工艺中，通常用Freundlich 吸附等温线来表示活性炭吸附性能。

其数学表达式为：nC K q 1·=式中 K ——与吸附比表面积、温度有关的系数；n ——与温度有关的常数； q ，C ——同前。

K ，n 求法是通过间歇式活性炭吸附实验测得q ，c 相应之值，将上式取对数后变换为下式：c n K D q lg 1lg lg +=将q ，c 相应值绘在双对数坐标上，所得直线斜率为n1，截距为K 。