活性炭的制备及其应用

。综　述　中国资源综合利用　Ｃｈｉｎａ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．３２，Ｎｏ．１　２０１４年１月　

活性炭制备现状及其研究进展　

孙　艳　

（攀枝花学院，四川　攀枝花　６１７０００）　

摘要：综述了目前活性炭的制备方法以及不同品种活性炭的研究现状．并指出我国在制备活性炭过程　中存在的问题和活性炭制备的发展趋势。　关键词：活性炭；制备；研究进展　中图分类号：Ｘ７０３；ＴＱ４２４．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—９５００（２０１４）０１～００４４—０３　

Ｔｈｅ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　０ｆ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｃａｒｂｏｎ　

Ｓｕｎ　Ｙｏｎ　

（Ｐａｎｚｈｉｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ　６　１　７０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　

ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｗｅｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　

ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　

活性炭是利用木炭、木屑、椰壳、各种果核、纸　

浆废液以及其他农林副产品、煤以及重质石油为原　

料经炭化活化而得的产品，它与木炭、炭黑和焦炭　被统称为微品质炭（无定形炭）。活性炭作为最古老、　

活性炭材料的制备及其吸附性能研究

活性炭是一种高效的吸附材料，广泛应用于工业领域和环保中。其制备过程复杂，其中关键是制备方法和材料特性的控制。本文将介绍活性炭的制备及其吸附性能的研究进展。

一、活性炭的制备方法

活性炭的制备方法多种多样，如物理法、化学法和物化法等。物理法是利用高温和特殊气氛，将无机原材料直接聚集成炭，其制备过程简单，但性能相对差。化学法是将有机高分子或碳素化合物在特定条件下进行裂解或氧化后，得到炭材料。物化法是结合物理和化学原理，在制备过程中控制原料和反应条件，以获得理想的炭材料。

二、活性炭的制备材料

活性炭的制备原料多种多样，包括木屑、竹材、果壳等天然原材料，也包括聚丙烯、聚氨酯、纤维素等人工高分子。材料种类不同，会影响活性炭的孔径大小和吸附性能。例如，天然原材料产生的活性炭多为微孔，吸附能力较强；而人工高分子制备的活性炭多为介孔或大孔，吸附能力相对较弱。

三、活性炭的吸附性能 活性炭的吸附能力主要取决于其孔径分布、表面性质和晶体结构等因素。不同孔径大小的活性炭对不同物质的吸附效果也不同。例如，微孔活性炭对小分子有机物质具有较强的吸附作用，而介孔或大孔活性炭对大分子有机物具有更好的吸附性能。此外，活性炭表面化学性质的不同也会导致其吸附性能的差异。一般而言，具有氨基、羟基、羧基等官能团的活性炭吸附能力会更强。

四、活性炭的应用

由于其吸附能力和环保性质，活性炭广泛应用于水处理、空气净化等领域，同时也被用作电容器、电极材料等电子制品中。在水处理方面，活性炭可以去除水中的有害物质，如重金属离子、有机物、药物等，提高水的质量和纯度。在空气净化方面，活性炭可以去除甲醛、苯、二氧化硫等有害气体，改善人们生活环境。

总之，活性炭材料的制备及其吸附性能的研究是一个重要的领域。通过不断探索材料特性和优化制备工艺，可以获得更具吸附能力和应用价值的活性炭，促进其在各个领域的应用。

活性炭的制备和用途

活性炭是一种具有高度孔隙度和吸附能力的化学吸附剂，由于其优异的过滤和吸附性能，在多个应用领域占有重要地位，例如治水、治污、制氧、净化大气、化学和医学等。今天我们将探讨活性炭的制备和用途。

一、活性炭的制备

活性炭的制备可分为物理法和化学法两种。

1. 物理法

物理法制备活性炭是指将含碳物质（木质材料、煤炭、木炭等）在高温、空气匮乏的条件下热分解，得到活性碳。物理法制备活性炭过程简单，能够制备出高孔隙度、高吸附性能的活性炭。同时，制备过程对环境的影响很小。

2. 化学法

化学法制备活性炭是指将含有碳的物质通过化学方法，例如浸泡、氧化、还原、部分氧化或活性化等，使其具有孔隙结构和活性表面。化学法制备活性炭的优点在于可以通过控制制备过程的条件来获得理想的活性炭性能，例如孔径、表面化学性质和表面分布等。

二、活性炭的用途

1. 水处理

活性炭在水处理中具有很广泛的应用，可以去除水中不良气味、有毒有害物质、颜色和味道等。活性炭的孔隙表面能够吸附污染物，例如重金属、有机物和氯化物等。此外，活性炭还能够减少起泡现象并改善水的口感。

2. 空气净化 活性炭在空气净化中也是一种重要的材料。活性炭可以吸附空气中的污染物，例如挥发性有机物、苯和二氧化氮等。将活性炭与空气过滤器结合使用，可以有效地净化室内空气。

3. 医疗用途

活性炭也可用于医疗用途。在医学上，活性炭常用于治疗急性中毒和药物过量。活性炭可以吸附毒素，防止其被人体吸收并在排泄系统中排出。在一些消化不良和腹泻的情况下，活性炭还能起到缓解症状的作用。

4. 食品加工

在食品加工产业中，活性炭也有广泛的应用，例如去除油脂中的杂质、脱色和去除刺激性成分等。这种方式越来越受到各种食品加工企业的青睐。

5. 其他应用领域

活性炭还可以用于气体分离、催化剂载体、电容储能材料等多个应用领域。

总之，活性炭具有吸附性强、处理效果明显、日常使用方便等优点。通过其制备工艺的改良，不断优化其性能和应用范围，活性炭在人们的日常生活和工业生产中将更加广泛地使用。

活性炭的制备

1 活性炭的制备原料 ....................................................................................................................... 1

2 活性炭的制备方法 ....................................................................................................................... 1

3 煤基活性炭的制备方法 ............................................................................................................... 2

4 煤基活性炭中的粘结剂 ............................................................................................................... 3

1 活性炭的制备原料

活性炭的结构特性依赖于前躯体的性质、原料的炭化、活化和化学的调整条件[22]。选择合适的原料是影响活性炭性质的一个重要因素，活性炭可用各种类型的碳质材料来制备，来源非常广泛，大体可以分为以下几类：

①有机高分子聚合物，如萨兰树脂、酚醛树脂、聚糖醇等；

②植物类，主要是利用植物的坚果壳或核，如核桃壳、杏核、椰壳等；

③煤及煤的衍生物，如各种不同煤化度的煤及其混合物。

原料的选择一般以低灰分、高含碳量以及尽可能低的挥发分为最佳。较好的原料主要是煤（褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤）、木材、果壳。由于煤来源广泛、价格低廉、制备工艺相对简单而应用较多。煤的主要成分是碳，表面化学性质活泼，孔隙率高、比表面积大，其多孔结构有利于制成活性吸附材料。在以煤为原料制备活性炭的技术开发方面，德国、日本、美国、俄罗斯和中国已做了大量的研究工作，并取得了一定成果。