活性炭(AC)物化性質

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

[物化性質]黑色多孔性粉末或顆粒，無臭、無味。沸點4827℃，3652℃升華，相對密度1.8～2.1，表觀密度隨其原料來源和制造方法的不同差別很大。如用軟木制成的活性炭，表觀密度0.08g/cm3以下，用植物籽制成的活性炭，表觀密度大致在0.45g/cm3以上。孔隙容積0.6～0.8mL/g，比表面積500～1500m2/g。對氣體、蒸汽和有機高分子物質具有極強的吸附力。常溫時化學性質穩定，遇堿類、酸類都不起化學變化，高溫時能在空氣中燃燒生成二氧化碳或一氧化碳。活性炭的強度比較大，不易破碎，耐磨性好，不溶于水，也不溶于普通溶劑。

活性炭的組成元素主要是碳，其含量在90%～95%，此外還有氧(約3.0%)、氫(約5%)及少量金屬元素(約1.5%)。活性炭表面的化學基團有羥基、羧基、羰基、酚羥基、醌型羰基、環式過氧基及結構較復雜的堿性基團，這些有機基團使活性炭表面具有不少的活性中心。

應用于給水處理中的活性炭主要包括粒狀活性炭(GAC)粉末活性炭(PAC)兩種。粉末狀的活性炭吸附能力較強，制備容易，價格較低，但再生比較困難，一般不能重復使用。顆粒狀的活性炭價格較貴，但可再生后重復使用，并且使用時的勞動條件較好，操作管理方便。因此，在水處理中較為多采用的是顆粒狀活性炭。

與其他大部分吸附劑相比，活性炭獨特的表面特性是表面為非極性，或因為表面含氧官能團和無機雜質的存在具有弱極性。正是這些特性賦予了活性炭以下優點。

(1)活性炭是商業吸附劑中唯一在諸如空氣凈化等分離和凈化操作之前無需進行預先嚴格干燥的吸附劑。也正因為如此，活性炭廣泛用作水溶液處理附劑。

(2)因為具有巨大的易接觸內表面(以及巨大的孔體積)，活性炭比其他吸附劑能吸附更多非極性和弱極性有機分子。例如，室溫、1atm條件下，活性炭的甲烷吸附量約為5A沸石吸附量的2倍。

(3)活性炭吸附熱或鍵強度比其他吸附劑低，這是因為活性炭吸附的主要作用力僅僅是非特異性作用力和范德華力。所以被吸附分子的脫除相對比較容易，吸附劑再生的能耗相對較低。

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