活性炭(AC)物化性质

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

[物化性质]黑色多孔性粉末或颗粒，无臭、无味。沸点4827℃，3652℃升华，相对密度1.8～2.1，表观密度随其原料来源和制造方法的不同差别很大。如用软木制成的活性炭，表观密度0.08g/cm3以下，用植物籽制成的活性炭，表观密度大致在0.45g/cm3以上。孔隙容积0.6～0.8mL/g，比表面积500～1500m2/g。对气体、蒸汽和有机高分子物质具有极强的吸附力。常温时化学性质稳定，遇碱类、酸类都不起化学变化，高温时能在空气中燃烧生成二氧化碳或一氧化碳。活性炭的强度比较大，不易破碎，耐磨性好，不溶于水，也不溶于普通溶剂。

活性炭的组成元素主要是碳，其含量在90%～95%，此外还有氧(约3.0%)、氢(约5%)及少量金属元素(约1.5%)。活性炭表面的化学基团有羟基、羧基、羰基、酚羟基、醌型羰基、环式过氧基及结构较复杂的碱性基团，这些有机基团使活性炭表面具有不少的活性中心。

应用于给水处理中的活性炭主要包括粒状活性炭(GAC)粉末活性炭(PAC)两种。粉末状的活性炭吸附能力较强，制备容易，价格较低，但再生比较困难，一般不能重复使用。颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。因此，在水处理中较为多采用的是颗粒状活性炭。

与其他大部分吸附剂相比，活性炭独特的表面特性是表面为非极性，或因为表面含氧官能团和无机杂质的存在具有弱极性。正是这些特性赋予了活性炭以下优点。

(1)活性炭是商业吸附剂中唯一在诸如空气净化等分离和净化操作之前无需进行预先严格干燥的吸附剂。也正因为如此，活性炭广泛用作水溶液处理附剂。

(2)因为具有巨大的易接触内表面(以及巨大的孔体积)，活性炭比其他吸附剂能吸附更多非极性和弱极性有机分子。例如，室温、1atm条件下，活性炭的甲烷吸附量约为5A沸石吸附量的2倍。

(3)活性炭吸附热或键强度比其他吸附剂低，这是因为活性炭吸附的主要作用力仅仅是非特异性作用力和范德华力。所以被吸附分子的脱除相对比较容易，吸附剂再生的能耗相对较低。

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