活性炭詳解

活性炭的原理
1、過(guò)濾原理
    活性炭過(guò)濾器是將水中懸浮狀態(tài)的污染物進(jìn)行截留的過(guò)程，被截留的懸浮物充塞于活性炭間的空隙。濾層孔隙尺度以及孔隙率的大小，隨活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗，可容納懸浮物的空間越大。其表現為過(guò)濾能力增強，納污能力增加，截污量增大。同時(shí)，活性炭濾層孔隙越大，水中懸浮物越能被更深地輸送至下一層活性炭濾層，在有足夠保護厚度的條件下，懸浮物可以更多地被截留，使中下層濾層更好地發(fā)揮截留作用，機組截污量增加。
    從嚴格的理論上講，活性炭所具有的對懸浮物的截留能力來(lái)自活性炭所提供的表面積。流速低時(shí)，機組的過(guò)濾能力主要地來(lái)自活性炭的篩除作用，而流速快時(shí)，過(guò)濾能力來(lái)自活性炭顆粒表面的吸附作用，在過(guò)濾過(guò)程中活性炭所提供的顆粒表面積越大，對水中懸浮物的附著(zhù)力越強。

2、吸附原理
    根據吸附過(guò)程中活性炭分子和污染物分子之間作用力的不同，可將吸附分為兩大類(lèi)：物理吸附和化學(xué)吸附（又稱(chēng)活性吸附）。在吸附過(guò)程中，當活性炭分子和污染物分子之間的作用力是范德華力（或靜電引力）時(shí)稱(chēng)為物理吸附；當活性炭分子和污染物分 子之間的作用力是化學(xué)鍵時(shí)稱(chēng)為化學(xué)吸附。物理吸附的吸附強度主要與活性炭的物理性質(zhì)有關(guān)，與活性炭的化學(xué)性質(zhì)基本無(wú)關(guān)。由于范德華力較弱，對污染物分子的結構影響不大，這種力與分子間內聚力一樣，故可把物理吸附類(lèi)比為凝聚現象。物理吸附時(shí)污染物的化學(xué)性質(zhì)仍然保持不變。
    由于化學(xué)鍵強，對污染物分子的結構影響較大，故可把化學(xué)吸附看做化學(xué)反應，是污染物與活性炭間化學(xué)作用的結果?；瘜W(xué)吸附一般包含電子對共享或電子轉移，而不是簡(jiǎn)單的微擾或弱極化作用，是不可逆的化學(xué)反應過(guò)程。物理吸附和化學(xué)吸附的根本區別在于產(chǎn)生吸附鍵的作用力。
    吸附過(guò)程是污染物分子被吸附到固體表面的過(guò)程，分子的自由能會(huì )降低，因此，吸附過(guò)程是放熱過(guò)程，所放出的熱稱(chēng)為該污染物在此固體表面上的吸附熱。由于物理吸附和化學(xué)吸附的作用力不同，它們在吸附熱、吸附速率、吸附活化能、吸附溫度、選擇性、吸附層數和吸附光譜等方面表現出一定的差異。


活性炭的分類(lèi)
按原料來(lái)源分：
1、木質(zhì)活性炭   
2、獸骨 / 血活性炭    
3、礦物質(zhì)原料活性炭
4、其它原料的活性炭
5、再生活性炭

按制造方法分：
1、化學(xué)法活性炭（化學(xué)炭）
2、物理法活性炭（物理炭）
3、化學(xué)–物理法或物理–化學(xué)法活性炭

按外觀(guān)形狀分：
1、粉狀活性炭
2、顆?；钚蕴?br />3、不定型顆料活性炭
4、圓柱形活性炭
5、球形活性炭
6、其它形狀的活性炭

按孔徑分：
1、大孔：孔徑》1000A°
2、過(guò)渡孔：孔徑20 ～1000A°
3、微孔：孔徑《 20A°活性炭的表面積主要是由微孔提供的，

按材質(zhì)分類(lèi)：
1、種類(lèi)：原料
2、木質(zhì)活性炭：以木屑、木炭等制成的活性炭
3、果殼活性炭：以椰子殼、核桃殼、杏核殼等制成的活性炭 煤質(zhì)活性炭 以褐煤、泥煤、煙煤、無(wú)煙煤等制成的活性炭 石油類(lèi)活性炭 例如以瀝青等為原料制成的瀝青基球狀活性炭 再生炭 以用過(guò)的廢炭為原料，進(jìn)行再活化處理的再生活性炭。


活性炭的作用
1、利用活性炭物理吸附與化學(xué)吸附的雙重性，經(jīng)過(guò)特殊孔徑調節工藝處理，使其具備與室內有害氣體分子大小相匹配的孔隙結構，完全吸附有害氣體而非遮蓋或淡化氣味，從根本上*清除室內污染。
2、活性炭能夠對室內所有有害氣體分子進(jìn)行吸附，同時(shí)具有調節催化作用等功能，能夠有效地吸附形成于空氣中的各種有害氣體，如笨系物、甲醛、酮、酸等有機物的成分及空氣中的浮游細菌，殺滅霉菌、大腸桿菌、黃色葡萄球菌、膿菌等致病菌，抑制流行性病原的傳播，具有去毒、吸味、除臭、祛濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能。
3、室內環(huán)保專(zhuān)家指出：裝飾裝修所造成的室內污染，其污染源揮發(fā)甲醛、苯、甲苯、氨氣等是一個(gè)緩慢釋放的過(guò)程，甚至將會(huì )持續3到15年，開(kāi)窗通風(fēng)法、化學(xué)噴除法、花卉去除法等只是迅速遮蓋或驅散已揮發(fā)的有害氣體，而不能根本去除緩慢釋放的有害氣體，而活性炭的吸附過(guò)程是一個(gè)長(cháng)效穩定的過(guò)程，基本與有害氣體的釋放過(guò)程相吻合，從而達到完全去除的效果。
4、活性炭是選用優(yōu)質(zhì)綠色環(huán)保的果殼為原料，從源頭上完全避免了以煤等原料制成的活性炭灰分及重金屬含量高等造成的二次污染，在加工時(shí)沒(méi)有添加任何化學(xué)成分，對人體*，同時(shí)又可避免噴劑等對家具造成的褪色、潮濕的二次污染，完全是自然生態(tài)下的物理吸附，是一種真正高品質(zhì)的綠色環(huán)保產(chǎn)品。5、 利用活性炭本身的分子運動(dòng)規律，經(jīng)特殊工藝處理，在使用20天左右后，在高溫下暴曬3至5小時(shí)，利用高溫使被吸附到活性炭孔隙中的有害氣體分子產(chǎn)生運動(dòng)而釋放，將活性炭再度凈化而達到反復利用卻不影響效果的目的，可反復使用3到6個(gè)月，在密封條件下可達到5至10年不變質(zhì)。
5、易操作：使用方便，可隨意擺放，不受空間、地點(diǎn)限制，不需輔助設備，無(wú)能耗。

活性炭分級的方法
1、直接看廠(chǎng)家提供的指標
活性炭常用吸附指標主要有：碘吸附值、四氯化碳（CTC）吸附值、亞甲藍吸附值，碘吸附值用來(lái)表示活性炭對液體物質(zhì)的吸附能力，四氯化碳吸附值用來(lái)表示活性炭對氣體物質(zhì)的吸附能力，亞甲藍吸附值是用來(lái)表示活性炭脫色能力的。這三種指標越高，表明活性炭的吸附能力越強。因此大家在購買(mǎi)活性炭時(shí)可根據自己的使用情況結合廠(chǎng)家提供的這些指標來(lái)選購適合自己用途的活性炭。
2、看體積
同樣12包*50g＝1盒為什么快活林活性炭要比別家的體積大呢？上面已經(jīng)介紹過(guò)了，要想提高活性炭的吸附性能，只有盡可能多地在活性炭上制造孔隙結構，孔隙越多，活性炭越酥松，相對密度也就會(huì )越輕，因此好的活性炭手感上會(huì )比較輕，在同等重量包裝的情況下，性能好的活性炭會(huì )比劣質(zhì)活性炭體積大許多。
3、看氣泡
將一小把活性炭投入水中，由于水的滲透作用，水會(huì )逐漸浸入活性炭的孔隙結構中，迫使孔隙中的空氣排出，從而產(chǎn)生一連串的極為細小的氣泡，在水中拉出一條細小的氣泡線(xiàn)，同時(shí)會(huì )發(fā)出絲絲的氣泡聲，十分有趣。這種現象發(fā)生得越劇烈，持續時(shí)間越長(cháng)，活性炭的吸附性就越好。
4、看脫色能力
活性炭吸附能力的另一個(gè)表現就是脫色能力，活性炭具有能將有色液體變成淺色或無(wú)色的神奇能力，這其實(shí)就是因為活性炭吸附了有色液體里的色素分子的原因造成的。正因為活性炭的這種特性，被廣泛應用于制糖工業(yè)領(lǐng)域中紅糖變白糖的生產(chǎn)過(guò)程中。
取兩只透明杯子，在一只杯子里放入純凈水，然后滴入一滴紅墨水（這里可以用任何一種便于觀(guān)察但不改變水的性質(zhì)的色素都可以，例如藍墨水、打印機彩色墨水，但不能使用墨汁和碳素墨水），攪拌均勻后將一半有色水倒入另一個(gè)杯子中留作對比樣。將活性炭放入有色水中，數量應達到水的一半或更多，這樣效果會(huì )比較明顯，置10―20分鐘后與對比水樣進(jìn)行對照，在同等條件下，脫色效果越強說(shuō)明活性炭吸附性越好。

活性炭吸附的特點(diǎn)和工藝
活性炭吸附是利用活性炭的物理吸附、化學(xué)吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除水中污染物的水處理方法?；钚蕴课椒◤V泛用于給水處理及廢水二級處理出水的深度處理。類(lèi)似材料有竹炭、木炭、納米活礦石等，都可用來(lái)吸附甲醛、TVOC、苯等有害氣體。

1、物理吸附
物理吸附亦稱(chēng)范德華吸附，是由于吸附劑與吸附質(zhì)分子之間的靜電力或范德華引力導致物理吸附引起的，當固體和氣體之間的分子引力大于氣體分子之間的引力時(shí)，即使氣體的壓力低于與操作溫度相對應和飽和蒸氣壓，氣體分子也會(huì )冷凝在固體表面上，物理吸附是一種吸熱過(guò)程。


2、化學(xué)吸附
化學(xué)吸附亦稱(chēng)活性吸附，是由于吸附劑表面與吸附質(zhì)分子間的化學(xué)反應力導致化學(xué)吸附，它涉及分子中化學(xué)鍵的破壞和重新結合，因此，化學(xué)吸附過(guò)程的吸附熱較物理吸附過(guò)程大。


在吸附過(guò)程中，物理吸附和化學(xué)吸附之間沒(méi)有嚴格的界限，同一物質(zhì)在較低溫度下往往是化學(xué)吸附?；钚蕴坷w維吸附以物理吸附為主，但由于表面活性劑的存在，也有一定的化學(xué)吸附作用。