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⑷ 1993年有外用于潰瘍；

⑸ 1794年，英國(guó)有家糖廠用于加速脫色。上述例證應(yīng)用的都是木炭，不是活性炭。

活性炭作為人造材 料，是在1900年和1901年才發(fā)明的，發(fā)明者Raphael von Ostrejko,取得英國(guó)專利B.P.14224(1900) ；英國(guó)專利B.P.18040(1900)德國(guó)專利Ger.P.136792(1901)。

他發(fā)明將金屬氯化物炭化植物源原料或用二氧化碳或水蒸氣與炭化材料反應(yīng)制造活性炭。1911年在奧地利維也納附近的工廠首次用于工業(yè)生產(chǎn)，當(dāng)時(shí)產(chǎn)品是粉狀活性炭，商品名使Epomit；同年在荷蘭有Norit上市；1912年在捷克斯洛伐克有Carboraffin出售。(Ger.Pat.290656)。

（5）歷史階段

回顧百年來(lái)世界活性炭應(yīng)用的歷史，不妨粗略劃分為三個(gè)階段：

⑴第一階段，從20世紀(jì)初到約20世紀(jì)20年代為萌芽階段：

⑵第二階段 ，從約20世紀(jì)20年代中期為成長(zhǎng)階段；

⑶第三階段，從20世紀(jì)中期到20世紀(jì)末期為發(fā)展階段，發(fā)展成為環(huán)保大應(yīng)用階段。

這三個(gè)階段可用活性炭應(yīng)用歷程中兩件歷史性大事。作為劃分的界限。

（6）歷史事件

第一件大事是活性炭防毒面具，在20世紀(jì)20年代在第一次世界大戰(zhàn)中的應(yīng)用?？梢砸源俗鳛閯澐只钚蕴繎?yīng)用歷史的第一階段和第二階段的界限。

活性炭在初期主要應(yīng)用是粉炭在糖業(yè)中逐步代替了原來(lái)的骨炭。在20世紀(jì)20年代的第一次世界大戰(zhàn)中出現(xiàn)的顆粒大量應(yīng)用于防毒面具。這是工業(yè)化學(xué)史上輝煌的一頁(yè)。當(dāng)時(shí)荷蘭的Norit和捷克斯洛伐克、德國(guó)、法國(guó)、瑞士等國(guó)的制造商和批發(fā)商曾成立一個(gè)聯(lián)合公司，說(shuō)明在歐洲萌芽的活性炭也是被廣為看好的新興產(chǎn)業(yè)。

通過(guò)防毒面具應(yīng)用的推動(dòng)，活性炭歷史進(jìn)入了第二階段，活性炭市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，活性炭的吸附和催化功能在眾多行業(yè)的精制、回收、合成上的應(yīng)用陸續(xù)開(kāi)發(fā)，美國(guó)等的活性炭廠陸續(xù)開(kāi)設(shè)。在20世紀(jì)中葉不斷拓展應(yīng)用面的活性炭，被視為“萬(wàn)能吸附劑”。

第二件大事是活性炭除臭作用，在20世紀(jì)40年代數(shù)以百計(jì)的自來(lái)水廠中采用了活性炭除臭。以此作為劃分活性炭應(yīng)用歷史的第二階段與第三階段的界限。

1927年，美國(guó)芝加哥自來(lái)水廠發(fā)生了廣大居民難以接受的自來(lái)水惡臭事故，這是由于原水中的苯酚和消毒用的氯生成異臭所致。德國(guó)等地的自來(lái)水廠也發(fā)生了同樣的事故，這些事故都是用活性炭來(lái)解決的。

此后，隨著環(huán)境保護(hù)日益受到重視，政府法令的日趨嚴(yán)格?；钚蕴坎粌H在凈水方面，而且在凈氣等方面的用量劇增，使得在20世紀(jì)的后半葉，環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為活性炭應(yīng)用的大戶。由此活性炭歷史進(jìn)入了第三階段，即發(fā)展階段。

應(yīng)用行業(yè)及方向

（1）石化行業(yè)

無(wú)堿脫臭（精制脫硫醇）——重催的精制裝置

乙烯脫鹽水（精制填料）——乙烯裝置

催化劑載體（鈀、鉑、銠等）——苯乙烯、連續(xù)重整裝置

水凈化及污水處理——上水及下水的深度處理

（2）電力行業(yè)

電廠水質(zhì)處理及保護(hù)——鍋爐裝置

（3）化工行業(yè)

化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收、及油脂等的脫色、精制

（4）食品行業(yè)

飲料、酒類、味精母液及食品的精制、脫色

（5）黃金行業(yè)

黃金提取——適用炭漿法、堆浸法提金工藝

尾液回收——金礦的廢物利用及環(huán)境保護(hù)

（6）環(huán)保行業(yè)

用于污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化

（7）相關(guān)行業(yè)

香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發(fā)污染控制，各種浸漬劑液的制備等,比如活性炭可以作為活性碳罐的填充物用來(lái)生產(chǎn)摩托車碳罐 汽車碳罐等。

活性炭吸附法在水處理中的應(yīng)用

活性炭吸附廣泛應(yīng)用于在城市污水處理、飲用水及工業(yè)廢水處理。

（1）城市污水處理

廢水中的一些有機(jī)物是難于為微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其產(chǎn)品、殺蟲(chóng)劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機(jī)物，經(jīng)生化處理后很難達(dá)到對(duì)排放要求較高的水體中排放的標(biāo)準(zhǔn)，也嚴(yán)重影響廢水的回用，因此需要深度處理。

由于活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的應(yīng)用，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①處理程度高，城市污水用活性炭進(jìn)行深度處理后，BOD可降低99%，TOC可降到1～3mg/L。

②應(yīng)用范圍廣，對(duì)廢水中絕大多數(shù)有機(jī)物都有效，包括微生物難于降解的有機(jī)物。

③適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)水量及有機(jī)物負(fù)荷的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性能，可得到穩(wěn)定的處理效果。

④粒狀炭可進(jìn)行再生重復(fù)使用，被吸附的有機(jī)物在再生過(guò)程中被燒掉，不產(chǎn)生污泥。

⑤可回收有用物質(zhì)，例如用活性炭處理含酚廢水，用堿再生吸附飽和的活性炭，可以回收酚鈉鹽。

⑥設(shè)備緊湊、管理方便。

（2）飲用水深度處理中的應(yīng)用

活性炭吸附是建立在常規(guī)給水處理基礎(chǔ)上，一般設(shè)置在砂過(guò)濾之后，也可與砂濾料組成雙層濾料過(guò)濾或以活性炭過(guò)濾代替砂過(guò)濾。

在利用活性炭吸附進(jìn)行飲用水深度處理的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在活性炭濾料上生長(zhǎng)有大量的微生物，使出水水質(zhì)提高且再生延長(zhǎng)，于是發(fā)展了一種經(jīng)濟(jì)有效的去除水中的微污染物質(zhì)的生物活性炭工藝，流程為原水—（加入混凝劑）—澄清—過(guò)濾（加入臭氧）再利用活性炭吸附，最后是出水。

（3）工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

很多工業(yè)廢水很難或不能采用生化處理，采用其他方法時(shí)，有的不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，或運(yùn)行費(fèi)用較高，或操作較麻煩等，例如有毒的有機(jī)化合物和某些金屬及其化合物等。工程實(shí)踐表明，活性炭對(duì)這些物質(zhì)有很強(qiáng)的吸附能力。

應(yīng)用領(lǐng)域

（1）處理含油污水

吸附法進(jìn)行油水分離是利用親油性材料，吸附廢水中的溶解油及其它溶解性有機(jī)物。最常用的吸油材料是活性炭，可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭對(duì)油的吸附容量有限（一般為30～80mg/g)），成本高，再生困難，通常只用作含油廢水多級(jí)處理的最后一級(jí)處理，出水含油質(zhì)量濃度可降至0.1～0.2mg/L 。

由于活性炭對(duì)水的預(yù)處理要求高，而且活性炭的價(jià)格昂貴，因此在廢水處理中，活性炭主要用來(lái)去除廢水中的微量污染物，以達(dá)到深度凈化的目的。 煉油廠含油廢水，先經(jīng)隔油、氣浮和生物處理，再經(jīng)砂濾和活性炭過(guò)濾深度處理。廢水的含酚量從0.1 mg/L（經(jīng)生物處理后）降至0.005mg/L，含氰量從0.19mg/L降至0.048mg/L，COD從85mg/L 降至18mg/L。

（2）處理染料廢水

染料廢水成分復(fù)雜、水質(zhì)變化大、色度深、濃度大，處理困難。處理方法主要有氧化、吸附、膜分離、絮凝、生物降解等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中活性炭能有效地去除廢水的色度和COD。活性炭處理染料廢水在國(guó)內(nèi)外都有研究，但大多數(shù)是和其它工藝耦合，活性炭吸附多用于深度處理或?qū)⒒钚蕴孔鳛檩d體和催化劑，單獨(dú)使用活性炭處理較高濃度染料廢水的研究很少。

活性炭對(duì)染料廢水有良好的脫色效果。染料廢水的脫色率隨溫度的升高而增加，而pH值對(duì)染料廢水的脫色效果沒(méi)有太大的影響。在最佳吸附工藝條件下，酸性品紅、堿性品紅廢水的脫色率均>97%，出水的色度稀釋倍數(shù)≤50倍，COD<50mg/L，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

（3）處理含汞廢水

重金屬污染物中以汞的毒性最大，當(dāng)汞進(jìn)入人體內(nèi)，就會(huì)破壞酶和其它蛋白質(zhì)的功能并影響其重新合成?；钚蕴坑形焦秃衔锏男阅?，但吸附能力有限，只適宜于處理含汞量低的廢水。如果含汞的濃度較高，可以先用化學(xué)沉淀法處理，處理后含汞約1mg/L，高時(shí)可達(dá)2~3mg/L，然后再用活性炭做進(jìn)一步的處理。

（4）處理含鉻廢水

活性炭表面存在大量的含氧基團(tuán)如羥基（-OH）、羧基（-COOH）等，它們都有靜電吸附功能，對(duì)六價(jià)鉻產(chǎn)生化學(xué)吸附作用，能有效地吸附廢水中的六價(jià)鉻，吸附后的廢水可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

利用活性炭處理含鉻廢水是活性炭對(duì)溶液中六價(jià)鉻的物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原等綜合作用的結(jié)果。活性炭處理含鉻廢水，吸附性能穩(wěn)定，處理效率高，操作費(fèi)用低，有一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，用活性炭處理含鉻廢水已得到廣泛應(yīng)用。

（5）催化和負(fù)載催化劑

石墨化炭和無(wú)定型炭是活性炭晶型的組成部分，因?yàn)榫哂胁伙柡玩I，所以表現(xiàn)出類似結(jié)晶缺陷的功能。活性炭因?yàn)榻Y(jié)晶缺陷的存在而被作為催化劑廣泛應(yīng)用，同時(shí)，因?yàn)槠渚哂写蟮谋缺砻娣e及多孔結(jié)構(gòu)，活性炭還被廣泛用作催化劑載體。

采用γ射線處理商品活性炭，此過(guò)程可以在不影響活性炭物理性質(zhì)的條件下改變活性炭表面化學(xué)特性。通過(guò)紫外線輻射和模擬太陽(yáng)光輻射研究了光催化中活性炭表面化學(xué)所發(fā)揮的作用。結(jié)果表明，無(wú)論是紫外線還是模擬太陽(yáng)光輻射，活性炭都可以發(fā)揮光催化作用。通過(guò)測(cè)定紫外線/活性炭和模擬太陽(yáng)光/活性炭體系中羥基自由基和超氧陰離子自由基表明，由活性炭充當(dāng)光催化劑和光誘導(dǎo)反應(yīng)物可以有效消除雜質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響，體系中羥基自由基和超氧陰離子自由基的獲得遠(yuǎn)高于單純采用光輻射。這為發(fā)展自由基化學(xué)和尋找新的自由基反應(yīng)提供了新的可能。

活性污泥因?yàn)槌煞謴?fù)雜，導(dǎo)致其厭氧腐化過(guò)程緩慢。有學(xué)者將粒狀活性炭用于活性污泥的厭氧腐化，使活性污泥腐化過(guò)程中甲烷產(chǎn)率提高了17.4%，同時(shí)使活性污泥腐化率提高了6.1%。另外在活性炭表面引入-SO3H，對(duì)合成甲基叔戊基醚過(guò)程有催化作用，該催化劑制備方便，催化活性高且不易分解，體現(xiàn)出改性活性炭催化劑的巨大應(yīng)用潛能。有研究表明采用粒狀活性炭負(fù)載臭氧體系使腐殖酸的催化氧化率達(dá)到48.1%，為腐殖酸的降解提供了新的途徑。通過(guò)活性炭負(fù)載氧化鋁作為改性活性炭糊電極用于苯酚的電催化氧化研究，表現(xiàn)出了較好的穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性，同時(shí)具有相對(duì)較低的檢出限和較寬的檢測(cè)范圍。

（6）臨床醫(yī)用

活性炭由于其良好的吸附性能，可用于急性臨床胃腸解毒急救，其具有不被胃腸道吸收且無(wú)刺激性、可以直接口服、簡(jiǎn)單便利等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，活性炭也被用于血液凈化和癌癥治療等。結(jié)腸直腸癌是常見(jiàn)的惡性腫瘤。研究表明，以納米活性炭作示蹤劑可以有效增加結(jié)腸直腸癌患者淋巴結(jié)檢測(cè)次數(shù)?；钚蕴坷w維具有兩種特性：一是吸附性能；二是遠(yuǎn)紅外放射性能。將銀吸附在活性炭纖維上，用于治療慢性創(chuàng)面患者，在接受治療的數(shù)月內(nèi)傷口沒(méi)有任何不良反應(yīng)。有學(xué)者以椰殼活性炭為載體負(fù)載加替沙星，結(jié)果表明，其對(duì)加替沙星負(fù)載能力較好，可以用作加替沙星的緩釋載體。對(duì)選用撲熱息疼和布洛芬作為模型藥物，采用活性炭作為藥物載體的研究表明，活性炭顆粒表現(xiàn)出非常低的細(xì)胞毒性，該研究為活性炭作為無(wú)定型藥物載體提供了支持。有學(xué)者單純利用每日兩次直腸局部注入高活性粒狀活性炭來(lái)治療簡(jiǎn)單的慢性肛瘺，結(jié)果表明，這種治療方法效果良好、安全性高，并且相較于其它治療方法，病人更容易接受，為慢性肛瘺的治愈提供了新的策略。

（7）用于超級(jí)電容器電極

超級(jí)電容器主要由電極活性材料、電解液、集流體和隔膜等部分組成，其中電極材料直接決定著電容器性能的高低?；钚蕴烤哂斜缺砻娣e大、孔隙發(fā)達(dá)及容易制備等優(yōu)點(diǎn)，成為了超級(jí)電容器最早應(yīng)用的碳質(zhì)電極材料?？赏ㄟ^(guò)對(duì)傳統(tǒng)活性炭的改性，制備新型及高性能的活性炭電極材料。以聚偏二氯乙烯為前驅(qū)體，只通過(guò)炭化處理而無(wú)需其它后處理制備出比表面積1200m2·g-1、孔容0.48cm3·g-1的多孔炭，其最高比電容為262F·g-1，電極密度在0.8g·cm-3左右，體積比電容可達(dá)214F·cm-3，是一種有發(fā)展前途的超級(jí)電容器電極材料。另有研究將廢棄茶葉炭化后再用KOH活化，制備了具有無(wú)定型特征的活性炭，其具有比表面積介于2245～2184m2·g-1的多孔結(jié)構(gòu)，用其作為超級(jí)電容器電極，以KOH水溶液作為電解液，比電容高達(dá)330F·g-1，充電放電2000次后電容略有下降，為初始電容的92%，表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能。若使用蓮花花粉作為碳源和自模板，CO2為活化劑制備活性炭微粒，制備的活性炭具有三維納米網(wǎng)格骨架構(gòu)成的多孔空心結(jié)構(gòu)，將這種特殊的活性炭用作超級(jí)電容器電極，其比電容高達(dá) 244F·g-1，充電放電10000次后電容無(wú)衰減。

（8）用于儲(chǔ)氫

常用儲(chǔ)氫方法有高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)氫、金屬合金儲(chǔ)氫和有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫、炭材料儲(chǔ)氫等，其中炭材料主要有超級(jí)活性炭、納米碳纖維以及碳納米管等，而超級(jí)活性炭因?yàn)樵县S富、比表面積大、表面化學(xué)性能修飾、儲(chǔ)氫量大、解吸速度快、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)以及容易產(chǎn)業(yè)化受到廣泛關(guān)注。有學(xué)者利用 CO2活化模板制備多孔碳，獲得了微孔介于0.7～1.3nm、中孔介于2～4nm、比表面積2829m2·g-1、孔容2.34cm3·g-1的超級(jí)活性炭材料，其在室溫298K、中等壓強(qiáng)8MPa條件下，對(duì)氫的吸附量可達(dá)0.95%。

21世紀(jì)以來(lái)，類似于金屬-有機(jī)框架的多孔固體材料為氫的吸收儲(chǔ)存開(kāi)辟了新的發(fā)展方向。有學(xué)者在溫和條件下將活性炭引入到金屬－有機(jī)框架材料中，合成了具有高比表面積的活性炭-金屬-有機(jī)框架混合材料，在77K、10 MPa條件下，對(duì)氫的吸附量從8.2%提高到了13.5%。控制超級(jí)活性炭制備工藝，得到適宜儲(chǔ)氫的比表面積和孔徑大小及分布，進(jìn)而進(jìn)行表面修飾，在室溫及中等壓強(qiáng)下，提高儲(chǔ)氫量是超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫研究及應(yīng)用的關(guān)鍵。

（9）用于煙氣治理

活性炭材料在脫硫脫硝過(guò)程中，因其處理效果好、投資運(yùn)行費(fèi)用低、實(shí)現(xiàn)資源化、且易于再生利用等優(yōu)點(diǎn)而引人注目，但是，單一的活性炭脫硫，速度慢，效率低。在提高活性炭脫硫的性能的過(guò)程中，改性活性炭引起重視，它能克服普通活性炭的某些缺點(diǎn)和限制，被認(rèn)為是最有前景的脫硫劑之一；另有研究表明，以亞鐵鹽和銅鹽配方處理的活性炭對(duì)氨有很好的吸附性能。

（10）其他應(yīng)用

在活性炭各種應(yīng)用中，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《活性炭分類和命名》 的附錄 A 中， 提供了不同類型活性炭主要用途對(duì)照表，該對(duì)照表，對(duì)指導(dǎo)不同用戶選取不同類型的活性炭及其應(yīng)用提供了方便，詳見(jiàn)下表：

應(yīng)用行業(yè)

（1）水處理行業(yè)

活性炭作為一種環(huán)境友好型吸附劑，具有較強(qiáng)的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸堿、耐熱、不溶于水和有機(jī)溶劑、易再生等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)水中溶解的有機(jī)污染物如苯類化合物、酚類化合物、石油及石油產(chǎn)品等具有較強(qiáng)的吸附能力，而且對(duì)用生物法和其他化學(xué)法難以去除的有機(jī)污染物，如色度、亞甲基藍(lán)表面活性物質(zhì)、除草劑、殺蟲(chóng)劑、合成染料及許多人工合成的有機(jī)化合物都有較好的去除效果；此外，活性炭對(duì)電鍍廢水和冶煉工業(yè)廢水中的重金屬也有較強(qiáng)的吸附能力；對(duì)水質(zhì)渾濁有明顯的澄清作用，可以除去水中的異臭、異味，對(duì)細(xì)菌也有極好的過(guò)濾作用。因此，活性炭在水處理中越來(lái)越受到重視。但是，由于普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布過(guò)寬、比表面積小和吸附選擇性能差等特點(diǎn)，加上其表面官能團(tuán)及電化學(xué)性質(zhì)的一些限制，使其對(duì)污染物的吸附去除作用有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的要求。因此，有必要對(duì)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行改性，以增大其吸附能力，緩解水污染壓力。

目前，改性活性炭材料被廣泛用于污水處理領(lǐng)域，在水環(huán)境污染治理方面越來(lái)越顯示出其誘人的美好前景。

（1）城市污水處理

廢水中的一些有機(jī)物是難于為微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其產(chǎn)品、殺蟲(chóng)劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機(jī)物，經(jīng)生化處理后很難達(dá)到對(duì)排放要求較高的水體中排放的標(biāo)準(zhǔn)，也嚴(yán)重影響廢水的回用，因此需要深度處理。

由于活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的應(yīng)用，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①處理程度高，城市污水用活性炭進(jìn)行深度處理后，BOD可降低99%，TOC可降到1～3mg/L。

②應(yīng)用范圍廣，對(duì)廢水中絕大多數(shù)有機(jī)物都有效，包括微生物難于降解的有機(jī)物。

③適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)水量及有機(jī)物負(fù)荷的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性能，可得到穩(wěn)定的處理效果。

④粒狀炭可進(jìn)行再生重復(fù)使用，被吸附的有機(jī)物在再生過(guò)程中被燒掉，不產(chǎn)生污泥。

⑤可回收有用物質(zhì)，例如用活性炭處理含酚廢水，用堿再生吸附飽和的活性炭，可以回收酚鈉鹽。

⑥設(shè)備緊湊、管理方便。

（2）飲用水深度處理

活性炭吸附是建立在 常規(guī)給水處理基礎(chǔ)上，一般設(shè)置在砂過(guò)濾之后，也可與砂濾料組成雙層濾料過(guò)濾或以活性炭過(guò)濾代替砂過(guò)濾。

在利用活性炭吸附進(jìn)行飲用水深度處理的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在活性炭濾料上生長(zhǎng)有大量的微生物，使出水水質(zhì)提高且再生延長(zhǎng)，于是發(fā)展了一種經(jīng)濟(jì)有效的去除水中的微污染物質(zhì)的生物活性炭工藝，流程為原水—（加入混凝劑）—澄清—過(guò)濾（加入臭氧）再利用活性炭吸附，最后是出水。

（2）其他行業(yè)

石化行業(yè)

無(wú)堿脫臭（精制脫硫醇）—— 重催的精制裝置

乙烯脫鹽水（精制填料）——乙烯裝置

催化劑載體（鈀、鉑、銠等）——苯乙烯、連續(xù)重整裝置

水凈化及污水處理——上水及下水的深度處理

電力行業(yè)

電廠水質(zhì)處理及保護(hù)— —鍋爐裝置

對(duì)NO、NOx等有害氣體的吸附——鍋爐尾部煙道

化工行業(yè)

化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收、及油脂等的脫色、精制

食品行業(yè)

飲料、 酒類、味精母液及食品的精制、脫色、提純、除臭、香煙濾嘴

黃金行業(yè)

黃金提取——適用炭漿法、堆浸法提金工藝

尾液回收——金礦的廢物利用及環(huán)境保護(hù)

環(huán)保行業(yè)

用于污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化

我國(guó)的煤炭燃燒過(guò)程中排放出的 SO2和 NOx 是主要的大氣污染物，而改性后活性炭材料的脫硫、脫硝處理效果好，投資運(yùn)行費(fèi)用低，且易于再生利用等優(yōu)點(diǎn)而引起人們的關(guān)注。

家用

活性炭吸附法去除室內(nèi)污染是應(yīng)用最廣泛、最成熟、最安全、效果最可靠、吸收物質(zhì)種類最多的一種方法?；钚蕴孔鳛橐环N優(yōu)良的物理、化學(xué)吸附劑，越來(lái)越受到人們的重視。

高效環(huán)?；钚蕴堪軌蛭娇諝庵械募兹?、苯、二甲苯、氡等室內(nèi)所有有害氣體分子，快速消除裝修異味，均勻調(diào)節(jié)空間濕度，對(duì)于居室、家具衣櫥、書(shū)柜、鞋柜、鞋內(nèi)、冰箱、衛(wèi)生間、地板、魚(yú)缸、汽車、空調(diào)、電腦、辦公、賓館及娛樂(lè)場(chǎng)所，都有 很好的效果，它是甲醛的克星，殺毒的專家。

空氣凈化：用活性炭擺放在室內(nèi)有效的吸收空氣中含有的甲醛二甲苯等有害物質(zhì)（特別是新裝修的房子）。

家具去異味：活性炭可適用于新買(mǎi)的家具放于櫥柜抽屜冰箱中，也可放在鞋子里面除臭味。

汽車除味：新車一般都含有很多的有害物質(zhì)難聞刺鼻的氣味，用活性炭可以有效的去除。

木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發(fā)污染控制，各種浸漬劑液的制備等，比如活性炭可以作為活性碳罐的填充物用來(lái)生產(chǎn)摩托車碳罐、汽車碳罐等。

用途

（1）用于液相吸附類活性碳

·自來(lái)水，工業(yè)用水，電鍍廢水，純凈水，飲料，食品，醫(yī)藥用水凈化及電子超純水制備。

·蔗糖、木糖、味精、藥品、檸檬酸、化工產(chǎn)品、食品添加劑的脫色、精制和去雜質(zhì)純化過(guò)濾　

·油脂、油品、汽油、柴油的脫色、除雜、除味、酒類及飲料的凈化、除臭、除雜

·精細(xì)化工、醫(yī)藥化工、生物制藥過(guò)程產(chǎn)品提純、精制、脫色、過(guò)濾。

·環(huán)保工程廢水、生活廢水凈化、脫色、脫臭、降COD

（2）用于氣相吸附類活性碳

·苯、甲苯、二甲苯、丙酮、油氣、CS2等有機(jī)溶劑吸附與回收。

·香煙過(guò)濾嘴、裝修除味、室內(nèi)空氣凈化（甲醛，苯等的去除），工業(yè)用氣的凈化（如CO2、N2等)

·石化行業(yè)生產(chǎn)、天然氣凈化、脫硫、除臭、廢氣的治理

·生化、油漆工業(yè)、地下場(chǎng)所、皮革工廠、動(dòng)物飼養(yǎng)場(chǎng)所的空氣凈化、脫臭。

·煙道氣的臭氣吸附、硫化物吸附，汞蒸汽的去除，降低戴奧辛的生成。

（3）用于高要求領(lǐng)域活性碳

·催化劑及催化劑載體（鈀炭催化劑、釕炭催化劑、銠炭催化劑、鉑炭催化劑），貴重金屬催化劑及合成金剛石、黃金提取。

·血液凈化、汽車炭罐、高性能燃料電池、雙電層超級(jí)電容器、鋰電池負(fù)極材料、貯能材料、軍事、航天等高要求領(lǐng)域。

 

九、檢測(cè)與鑒別

鑒別方法

1、 直接看廠家提供的指標(biāo)?；钚蕴砍Ｓ梦街笜?biāo)主要有：碘吸附值、四氯化碳（CTC）吸附值、亞甲藍(lán)吸附值，碘吸附值用來(lái)表示活性炭對(duì)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(duì)氣體物質(zhì)的吸附能力，亞甲藍(lán)吸附值是用來(lái)表示活性炭脫色能力的。這三種指標(biāo)越高，表明活性炭的吸附能力越強(qiáng)。因此大家在購(gòu)買(mǎi)活性炭時(shí)可根據(jù)自己的使用情況結(jié)合廠家提供的這些指標(biāo)來(lái)選購(gòu)適合自己用途的活性炭。

2、看體積：同樣12包*50g=1盒為什么僑波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(jié)構(gòu)，孔隙越多，活性炭越酥松，相對(duì)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、看脫色能力。活性炭吸附能力的另一個(gè)表現(xiàn)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?yàn)榛钚蕴课搅擞猩后w里的色素分子的原因造成的。正因?yàn)榛钚蕴康倪@種特性，被廣泛應(yīng)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察但不改變水的性質(zhì)的色素都可以，例如藍(lán)墨水、打印機(jī)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(duì)比樣。將活性炭放入有色水中，數(shù)量應(yīng)達(dá)到水的一半或更多，這樣效果會(huì)比較明顯，靜置10—20分鐘后與對(duì)比水樣進(jìn)行對(duì)照，在同等條件下，脫色效果越強(qiáng)說(shuō)明活性炭吸附性越好。

質(zhì)量鑒別

（1）直接看廠家提供的指標(biāo)

把活性炭放置在水中，如果它產(chǎn)生一連串小氣泡，并且有氣泡聲，那就說(shuō)明這個(gè)活性炭的吸附能力強(qiáng)，質(zhì)量特別好。

（2）把活性炭放在手中，感受其重量

優(yōu)質(zhì)的活性炭是吸附能力強(qiáng)的活性炭，而吸附能力強(qiáng)的活性炭必須具有很多孔隙，以方便吸取空氣中的有害物質(zhì)，因此優(yōu)質(zhì)的活性炭手感會(huì)比較輕。如果你所選購(gòu)的活性炭特別重，那就說(shuō)明它的吸附能力不強(qiáng)。

（3）把活性炭放置在有色液體里，看液體顏色是否會(huì)變淺

優(yōu)質(zhì)的活性炭有極強(qiáng)的吸附能力，可以讓有色液體的顏色變淺甚至變?yōu)闊o(wú)色，所以業(yè)主在選購(gòu)活性炭時(shí)，可以用樣品試驗(yàn)一下，將活性炭放置到一瓶滴有黑墨水的液體中，放置20分鐘后，看黑色液體的顏色是否會(huì)變淡，顏色變得越淡，活性炭的吸附能力就越強(qiáng)。

椰殼活性炭的鑒別

選用優(yōu)質(zhì)綠色環(huán)保的椰子殼為原料，經(jīng)過(guò)高溫活化及特殊孔徑調(diào)節(jié)工藝處理，外觀呈黑色顆粒狀。它的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，是普通活性炭的5倍，其比表面積為1500m2/g（一般活性炭比表面積為700m2/g），特別是孔結(jié)構(gòu)與眾不同，孔隙直徑大于0.45nm且小于2nm微孔占總數(shù)90%以上。

因椰殼活性炭比煤質(zhì)活性炭成本高許多，而且成品活性炭材質(zhì)一般不容易被普通大眾所識(shí)別。市場(chǎng)上常有不法銷售商利用消費(fèi)者無(wú)法識(shí)別材質(zhì)的弱點(diǎn)，用 煤質(zhì)活性炭假冒椰殼活性炭銷售，不管是民用還是工業(yè)用領(lǐng)域，此現(xiàn)象都較為嚴(yán)重。

1、椰殼活性炭屬于果殼活性炭類別，其主要特點(diǎn)是密度小、手感輕，拿在手里的重量 明顯比煤質(zhì)活性炭輕。相同重量的活性炭，椰殼活性炭體積一般大于煤質(zhì)活性炭。

2、椰殼活性炭形狀一般為破碎顆粒狀、片狀，而成型活性炭，如柱狀、多為煤質(zhì)炭，球狀、多為泥炭。

3、因椰殼活性炭密度小，手感輕，因此可以將活性炭放到水里，煤質(zhì)炭一般沉底較快，而椰殼活性炭浮在水中的時(shí)間更長(zhǎng)，隨著活性炭吸附水分子達(dá)到飽和，加重自身重量才會(huì)逐步全部沉入水底，當(dāng)活性炭全部沉底后，會(huì)看見(jiàn)每顆活性炭外面都包裹著一個(gè)小氣泡，晶瑩剔透，非常有趣。

4、椰殼活性炭為小分子孔隙結(jié)構(gòu)，將活性炭放到水里，其吸附水分子時(shí)所排空氣會(huì)產(chǎn)生許多非常細(xì)小的水泡（肉眼剛好能看見(jiàn)），密密麻麻的不停浮向水面。而煤質(zhì)活性炭孔隙結(jié)構(gòu)可控，所產(chǎn)生的氣泡也大小不同。

5、碘值：碘值是活性炭的一個(gè)性能參數(shù)，果殼、竹炭、煤制的碘值都在幾百，活性炭原料碘值從800、850、900、950、1000、1100mg/g等多種，吸附能力也不同，成本價(jià)格也不同，同碘值的活性炭也只有椰殼的效果最好。

參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

柱狀炭

木質(zhì)柱狀活性炭合格品典型指標(biāo)：

煤質(zhì)炭

煤質(zhì)柱狀活性炭物理、化學(xué)性能分析（GB/T 7701.7-1997）

 

十、再生

再生原理
活性炭再生，是指用物理或化學(xué)方法在不破壞其原有結(jié)構(gòu)的前提下，去除吸附于活性炭微孔的吸附質(zhì)，恢復(fù)其吸附性能的過(guò)程?；钚蕴课竭^(guò)程中，對(duì)吸附質(zhì)和溶劑都有吸附作用，因親和力的不同，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的吸附，達(dá)到吸附平衡?；钚蕴吭偕褪且扇∞k法破壞這種平衡關(guān)系，其依據(jù)主要為以下幾個(gè)方面：①改變吸附質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；②用對(duì)吸附質(zhì)親和力強(qiáng)的溶劑萃?。虎塾脤?duì)活性炭親和力比吸附質(zhì)大的物質(zhì)把吸附質(zhì)置換出來(lái)，然后再使置換物質(zhì)脫附，活性炭得到再生；④用外部加熱、升高溫度的辦法改變平衡條件；⑤用降低溶劑中溶質(zhì)濃度（或壓力）的方法再生；⑥使吸附物（有機(jī)物）分解或氧化而除去。

再生方法

（1）熱再生法

熱再生法是應(yīng)用最多，工業(yè)上最成熟的活性炭再生方法?；钚蕴繜嵩偕ㄊ加?0世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)是采用回轉(zhuǎn)爐對(duì)骨炭進(jìn)行再生；30年代開(kāi)始引用多層爐；40～50年代再生爐技術(shù)已基本成熟；70年代活性炭開(kāi)始大量應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。熱再生法的原理是在加熱條件下，使被吸附的有機(jī)物以解析、炭化、氧化的形式從活性炭基質(zhì)上消除。

處理有機(jī)廢水后的活性炭在再生過(guò)程中，根據(jù)加熱到不同溫度時(shí)有機(jī)物的變化，一般分為干燥、高溫炭化及活化三個(gè)階段。在干燥階段，主要去除活性炭上的可揮發(fā)成分。高溫炭化階段是使活性炭上吸附的一部分有機(jī)物沸騰、汽化脫附，一部分有機(jī)物發(fā)生分解反應(yīng)，生成小分子烴脫附出來(lái)，殘余成分留在活性炭孔隙內(nèi)成為“固定炭”。在這一階段，溫度將達(dá)到800～900°C，為避免活性炭的氧化，一般在抽真空或惰性氣氛下進(jìn)行。接下來(lái)的活化階段中，往反應(yīng)釜內(nèi)通入CO2、CO、H2或水蒸氣等氣體，以清理活性炭微孔，使其恢復(fù)吸附性能，活化階段是整個(gè)再生工藝的關(guān)鍵。熱再生法雖然有再生效率高、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，但在再生過(guò)程中，須外加能源加熱，投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。

（2）生物再生法

生物再生法是利用經(jīng)馴化過(guò)的細(xì)菌，解析活性炭上吸附的有機(jī)物，并進(jìn)一步消化分解成H2O和CO2的過(guò)程。生物再生法與污水處理中的生物法相類似，也有好氧法與厭氧法之分。由于活性炭本身的孔徑很小，有的只有幾納米，微生物不能進(jìn)入這樣的孔隙，通常認(rèn)為在再生過(guò)程中會(huì)發(fā)生細(xì)胞自溶現(xiàn)象，即細(xì)胞酶流至胞外，而活性炭對(duì)酶有吸附作用，因此在炭表面形成酶促中心，從而促進(jìn)污染物分解，達(dá)到再生的目的。生物法簡(jiǎn)單易行，投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，但所需時(shí)間較長(zhǎng)，受水質(zhì)和溫度的影響很大。

（3）濕式氧化再生法

在高溫高壓的條件下，用氧氣或空氣作為氧化劑，將處于液相狀態(tài)下活性炭上吸附的有機(jī)物氧化分解成小分子的一種處理方法，稱為濕式氧化再生法。實(shí)驗(yàn)獲得的活性炭最佳再生條件為：再生溫度230°C，再生時(shí)間1h，充氧pO20.6MPa，加炭量15g，加水量300mL。再生效率達(dá)到(45±5)%，經(jīng)5次循環(huán)再生，其再生效率僅下降3%?；钚蕴勘砻嫖⒖椎牟糠盅趸窃偕氏陆档闹饕?。

傳統(tǒng)的活性炭再生技術(shù)除了各自的弊端外，通常還有三點(diǎn)共同的缺陷：⑴再生過(guò)程中活性炭損失往往較大；⑵再生后活性炭吸附能力會(huì)有明顯下降；⑶再生時(shí)產(chǎn)生的尾氣會(huì)造成空氣的二次污染。因此，人們或?qū)鹘y(tǒng)的再生技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，或探索全新的再生技術(shù)。

（4）微波輻射再生法

微波輻照再生法是在熱再生法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的活性炭再生技術(shù)。其原理是以電為能源,利用微波輻照加熱實(shí)現(xiàn)再生。試驗(yàn)中的最佳再生效率出現(xiàn)在功率為HI(W),輻照時(shí)間約為80s時(shí)。比較極差S可知,對(duì)再生后活性炭碘值恢復(fù)影響最大的是微波功率,其次是輻照時(shí)間,最后是活性炭的吸附量。微波輻照法再生活性炭的時(shí)間短。能耗低、設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單,具有較好的應(yīng)用前景。然而,在微波加熱使有機(jī)物脫附過(guò)程中,是否有其它的中間產(chǎn)物產(chǎn)生等問(wèn)題還有待于進(jìn)一步研究。

（5）超臨界流體再生法

據(jù)最近的研究資料表明,在CO2的臨界點(diǎn)附近,再生效率的變化很大;對(duì)未被烘干的活性炭,則需要延長(zhǎng)其再生時(shí)間。對(duì)氨基苯磺酸而言,CO2超臨界流體法再生的最佳溫度為308K,當(dāng)溫度超過(guò)308K時(shí),再生不受影響;當(dāng)流速大于1.47×10-4m/s時(shí),流速不影響再生;用HCl溶液處理后,會(huì)使活性炭再生效果明顯改善。對(duì)苯而言,再生效率在低壓下隨溫度的下降而降低;在16.0MPa壓力時(shí)的最佳再生溫度為318K;在實(shí)驗(yàn)流速下,再生效率會(huì)隨流速加快而提高。

（6）電化學(xué)再生法

電化學(xué)再生法是一種正在研究的新型活性炭再生技術(shù)。該方法將活性炭填充在兩個(gè)主電極之間,在電解液中,加以直流電場(chǎng),活性炭在電場(chǎng)作用下極化,一端成陽(yáng)極,另一端呈陰極,形成微電解槽,在活性炭的陰極部位和陽(yáng)極部位可分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng),吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解,小部分因電泳力作用發(fā)生脫附。該方法操作方便且效率高、能耗低,其處理對(duì)象所受局限性較小,若處理工藝完善,可以避免二次污染。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,電化學(xué)再生活性炭具有較高的再生效率,可達(dá)到90%。此外,對(duì)工藝參數(shù)的研究表明,再生位置是活性炭再生工藝中最重要的影響因素,電解質(zhì)NaCl濃度是較重要的影響因素,再生電流和再生時(shí)間對(duì)活性炭的電化學(xué)再生也有一定的影響。

（7）溶劑再生法

溶劑再生法是利用活性炭、溶劑與被吸附質(zhì)三者之間的相平衡關(guān)系,通過(guò)改變溫度、溶劑的pH值等條件,打破吸附平衡,將吸附質(zhì)從活性炭上脫附下來(lái)。

溶劑再生法比較適用于那些可逆吸附,如對(duì)高濃度、低沸點(diǎn)有機(jī)廢水的吸附。它的針對(duì)性較強(qiáng),往往一種溶劑只能脫附某些污染物,而水處理過(guò)程中的污染物種類繁多,變化不定,因此一種特定溶劑的應(yīng)用范圍較窄

（8）超聲波再生法

由于活性炭熱再生需要將全部活性炭、被吸附物質(zhì)及大量的水份都加熱到較高的溫度,有時(shí)甚至達(dá)到汽化溫度,因此能量消耗很大,且工藝設(shè)備復(fù)雜。其實(shí),如在活性炭的吸附表面上施加能量,使被吸附物質(zhì)得到足以脫離吸附表面,重新回到溶液中去的能量,就可以達(dá)到再生活性炭的目的。超聲波再生就是針對(duì)這一點(diǎn)而提出的。超聲再生的最大特點(diǎn)是只在局部施加能量,而不需將大量的水溶液和活性炭加熱,因而施加的能量很小。

研究表明經(jīng)超聲波再生后,再生排出液的溫度僅增加2～3℃。每處理1L活性炭采用功率為50W的超聲發(fā)生器120min,相當(dāng)于每m3活性炭再生時(shí)耗電100kWh,每再生一次的活性炭損耗僅為干燥質(zhì)量的0.6%～0.8%,耗水為活性炭體積的10倍。但其只對(duì)物理吸附有效,目前再生效率僅為45%左右,且活性炭孔徑大小對(duì)再生效率有很大影響。

（9）催化濕式氧化法

傳統(tǒng)濕式氧化法再生效率不高,能耗較大。再生溫度是影響再生效率的主要原因,但提高再生溫度會(huì)增加活性炭的表面氧化,從而降低再生效率。因此,人們考慮借助高效催化劑,采用催化濕式氧化法再生活性炭。同濟(jì)大學(xué)水環(huán)境控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員正在開(kāi)展此方面的研究。隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的深入人心,活性炭再生工藝與技術(shù)日益得到人們的重視。一些傳統(tǒng)的活性炭再生技術(shù)與工藝在近幾年有了新的改進(jìn)與突破。同時(shí)新再生技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。雖然這些新興技術(shù)在工藝路線上還不成熟,目前尚無(wú)法投入工業(yè)使用。但它們的出現(xiàn)為活性炭的再生帶來(lái)了新思路與新探討。

 

十一、實(shí)驗(yàn)室制備方法

試劑與儀器

試劑：氯化鋅，鹽酸

儀器：馬弗爐，電動(dòng)振蕩器，干燥箱，200目篩。

制備工藝

先將花生殼洗凈、烘干、粉碎，與一定濃度的氯化鋅溶液按一定的料液比混合，充分?jǐn)嚢韬螅胖?4h后，將料液移至坩堝中放在馬弗爐中燒制活化，冷卻，用1％稀鹽酸洗滌，再用蒸餾水洗滌至pH值為5-7，烘干，研磨，用200目篩篩分，即得產(chǎn)品。

活化溫度和活化時(shí)間是最主要的影響因素。經(jīng)優(yōu)化的料液質(zhì)量比1：2.5，ZnCl2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)60％ ，活化溫度600℃，活化時(shí)問(wèn)90min?！?/div>