活性炭的基本特征（二）

    活性炭的基本特征，就是发生在由于多孔结构而形成的巨大固体表面积上的吸附作用，包括物理吸附和化学吸附。物理吸附是主要的，即靠分子间的范德华力把吸附质分子吸引到炭的表面上集中。这种在活性炭表面上的物理吸附是可逆的，即在一定温度和压力下达到吸附平衡后，在高温和低压下被吸附物质又能被解吸出来。正是利用活性炭的吸附和解吸过程，使得活性炭回收有机溶剂等成为可能。活性炭解吸后，内部表面又恢复到原来状态，因此活性炭在物理吸附中可以经过再生多次重复使用。至于活性炭的化学吸附是吸附质通过价电子的交换或共有所产生的力而结合在碳吸附刘的表面上，实质上形成了化学键。由于有化学吸附的存在，因此活性炭的吸附性能不仅受其孔隙结构的影响，而且一也受其表面化学性质的影响。活性炭的主要成份是碳元素，一般含量_均超过80%，纯碳农面是非极性的，主要通过物理吸附作用易于吸附非极性的和弱极性的物质。但活性炭组成中除碳元素外，还有其他一些成分。首先是在碳六角形击子的边缘上存在的一部份不饱和键，与氧、氢等结合成表面氧化物以及其他官能团。于是使活性炭具有一定的极性及离子交换能力。也就是活性炭表面的化学吸附活性点。活性炭上的表面氧化物又分为碱性和酸性两类，碱性表面氧化物在液相吸附中易于吸附酸性物质，而竣性氧化物则易吸一附碱性物质，至于各种含氧化合物和有机官能团的存在与比例，很大程度上取决于制造活性炭的原始材料一和工艺过程。例如氢、氧、氯等组份，有的来自原材料，有的是在炭化、活化和冷却过程中进入。由于工艺条件例如温度高低等因素的影响，又形成了不同的表面氧化物和有机官能团。以上这些构成了活性炭中的有机部份。其次，活性炭中还有一部分灰分，即炭中的无机部分。灰分的组成和数量也决定于不同的原材料及工艺过程。这些灰分对于吸附来讲，一般是无意义的，因此各种优质的活性炭都希望灰份含量尽可能低些。

    综上所述，由于活性炭在气相或液相中，对许多物质都具有很强的吸附能力，加上活性炭共有足够的化学稳定性，良好的机械强度，可以水浸、耐酸、耐硷，能承受较高的温度和压刀，同时活性炭表面对某些化学反应能起很好的催化作用，在许多合成工业部门又可用活性炭为载体，添加一定的催化剂组分，制成兼具吸附和催化作用的活性炭一催化剂。正由于以上这些优异特性，使活性炭问世以来，有抢十分广泛的用途。从国内外活性炭发展情况来看，特别是六十年代以来，世界各国将活性炭应用到环境保护，即空气净化和城市水处理方面，以及节约能源、回收汽油等等使活性炭进入了一个新的发展时期。活性炭需要量愈来愈大，活性炭工业得到新的更大发展。可以说，到了八十年代的今天，几乎各行各业，包括国防、化工、石油、纺织、轻工、食品、电力、原子能等生产部门;农业、医药卫生、城市建设、劳动保护、环境保护、节约能源和尖端科学领城，以及人类生活的各个方面，都在不同程度利用活性炭。现在，除了传统的粉状和颗粒状活性炭之外，又发展了纤维状活性碳纤维，其吸附性能更为优异。总之，今后，活性炭的发展前景是十分宽广的。
 

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