一、簡介

活性炭是一種功能性碳材料，因具有比表面積大、孔隙結構發達、吸附效率高、化學穩定性好等優點而被廣泛應用在工農業生產的各個方面，如污水處理、氣體凈化、黃金提取、溶劑回收等。

炭化/ 由固態碳質物（如煤、木料、硬果殼、果核、樹脂等）在隔絕空氣條件下經600～900℃高溫炭化。

活化/ 然后在400～900℃條件下用空氣、二氧化碳、水蒸氣或三者的混合氣體進行氧化活化后獲得。

二、活性炭分類

三、醫藥行業常用活性炭活化方法

我們目前使用的大多都是木制粉末狀活性炭（60-100目）

根據活化方法不同，會有不同的pH值。

?磷酸活化法 (pH 2-3) 磷酸活化法的基本工藝包括木屑篩選、干燥、磷酸溶液配制、混合(或浸漬) 、炭化、活化、回收、漂洗（包括酸處理和水洗）、離心脫水、干燥與磨粉等工序，如生產顆粒活性炭還需增加捏合工藝。 適合吸附堿性物質

?物理法通常又稱氣體活化法 (pH 6-8)是將已炭化處理的原料在800 ～1000℃的高溫下與水蒸氣，煙道氣（水蒸氣、CO2、N2等的混合氣）、CO或空氣等活化氣體接觸，從而進行活化反應的過程。物理活化法的基本工藝過程主要包括炭化、活化、除雜、破碎（球磨）、精制等工藝，制備過程清潔，液相污染少。

?堿性活化法 KOH、K2CO3等堿性活化劑制備的活性炭表面以堿性基團為主，適合于吸附酸性物質。

四、活性炭吸附的機理

1. 孔隙結構

活性炭是由石墨微晶、單一平面網狀碳和無定形碳三部分組成，其中石墨微晶是構成活性炭的主體部分。活性炭的微晶結構不同于石墨的微晶結構，其微晶結構的層間距在0.34～0.35nm之間，間隙大。即使溫度高達2000 ℃以上也難以轉化為石墨，這種微晶結構稱為非石墨微晶，絕大部分活性炭屬于非石墨結構。石墨型結構的微晶排列較有規則，可經處理后轉化為石墨。非石墨狀微晶結構使活性炭具有發達的孔隙結構，其孔隙結構可由孔徑分布表征。活性炭的孔徑分布范圍很寬，從小于1nm到數千nm。有學者提出將活性炭的孔徑分為三類：孔徑小于2nm為微孔，孔徑在2～50nm為中孔，孔徑大于50nm為大孔。

活性炭中的微孔比表面積占活性炭比表面積的95%以上，在很大程度上決定了活性炭的吸附容量。中孔比表面積占活性炭比表面積的5%左右，是不能進入微孔的較大分子的吸附位，在較高的相對壓力下產生毛細管凝聚。大孔比表面積一般不超過0.5m2/g，僅僅是吸附質分子到達微孔和中孔的通道，對吸附過程影響不大。

2. 表面化學性質

活性炭內部具有晶體結構和孔隙結構，活性炭表面也有一定的化學結構。活性炭吸附性能不僅取決于活性炭的物理（孔隙）結構，而且還取決于活性炭表面的化學結構。在活性炭制備過程中，炭化階段形成的芳香片的邊緣化學鍵斷裂形成具有未成對電子的邊緣碳原子。這些邊緣碳原子具有未飽和的化學鍵，能與諸如氧、氫、氮和硫等雜環原子反應形成不同的表面基團，這些表面基團的存在毫無疑問地影響到活性炭的吸附性能。X 射線研究表明，這些雜環原子與碳原子結合在芳香片的邊緣，產生含氧、含氫和含氮表面化合物。當這些邊緣成為主要的吸附表面時，這些表面化合物就改變了活性炭的表面特征和表面性質。活性炭表面基團分為酸性、堿性和中性 3 種。酸性表面官能團有羰基、羧基、內酯基、羥基、醚、苯酚等，可促進活性炭對堿性物質的吸附；堿性表面官能團主要有吡喃酮（環酮）及其衍生物，可促進活性炭對酸性物質的吸附。 磷酸等酸性活化劑制備的活性炭表面以酸性基團為主，對堿性物質吸附較好；KOH、K2CO3等堿性活化劑制備的活性炭表面以堿性基團為主，適合于吸附酸性物質；而采用CO2、H2O等物理活化方法制備的活性炭表面官能團總體呈中性。