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活性炭應用于水處理已有很長的歷史，在水的除氯、除嗅及污染物的吸附等方面發揮著重要的作用。近年來隨著過濾器、過濾系統等過濾設備制造行業的迅猛發展，由于活性炭具有強大的吸附作用，其被用作過濾濾料而廣泛應用于水過濾與氣體過濾等領域。以下主要介紹下活性炭過濾器的吸附原理。
粉狀活性炭的特點 活性炭的主要成分是碳，含碳量約90%，通常是用各種植物碎料(木屑、椰殼及蔗渣等)或適當的煤或木炭為原料，經過特殊的加工處理制成。活性炭的內部有很多極微細的孔隙。孔隙的直徑很小，故總表面積很大，有很強的吸附能力。因原料和制造方法的不同，活性炭的品種相當多，分別適用于不同的用途。粉狀活性炭的微孔可以吸附低分子量的氣體和溶液中的小分子，但分子量較高的分子不能進入微孔內；中孔提供進入微孔的通道，本身又能吸附分子量較高的物質；大孔則兼有提供通道和吸附的作用。如果用活性炭吸附小分子物質，例如某些氣體(毒氣)和低分子量的有機物，可以使用微孔較多的產品；但如果要吸附較大的分子，則要選用有較多中孔的產品。活性炭的孔隙的狀況，決定于所用的生產原料及其成分、制造方法和條件等。
粉狀活性炭產品的外形主要有粉狀和粒狀兩大類。粉狀活性炭是非常微細的粉末，絕大部分可通過200目篩網，大部分可通過325目篩網，粉的尺寸在1～150μm之間(平均約40μm)；通常，炭粉越幼細，它對雜質的吸附速度越大。故常將活性炭產品進行高度的破碎和篩選，得到微細的粉末。粉狀炭的缺點是再生比較困難，通常不再生使用，故消耗量較大(近年也有研究將它再生)。粒狀活性炭通常都再生使用，消耗量較少。它有不定型顆粒狀和柱狀顆粒兩種，粒度在0.5～4mm之間。前者是通過適當的破碎和篩選得到的，后者則是將原料通過造粒機壓制成型的。 用木屑為原料和用化學活化法通常制造粉狀活性炭。顆粒活性炭多數是用煤或木炭為原料，粉碎后加粘合劑(如煤焦油、木素磺酸等)壓制成型，經過干餾炭化，然后活化處理制成(或在活化前再打碎成適當的粒度)。
3、粉狀活性炭的質量與性能 粉狀活性炭的質量有多項物理與化學的指標，主要的如：水分、灰分、酸溶物、各種金屬和酸根的含量，以及它的吸附性能等。對于不同用途的活性炭，時常用不同的物質和方法來檢驗它的吸附性能，如亞甲基藍吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值等。其中亞甲基藍吸附值是最常用的。亞甲基藍是一種深藍色染料，對它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物質的能力；具有大量微孔的活性炭，此值較高。焦糖吸附值(或稱焦糖脫色率、或糖蜜吸附率)是反映活性炭對具有較高分子量的有色物質的吸附性能，性能良好的活性炭，此值達到100～110。 國內外制造的活性炭，都有一類稱為“糖用活性炭”的產品，它可用于糖廠，也可以用在其他類似的行業，如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脫色等。它的主要特點是具有較多的中孔，因而適于處理含有較多大分子有機物的溶液。這種活性炭的焦糖吸附值比較高。
我國“糖液脫色用活性炭”的國家標準(GB/T13803.3－1999)規定，活性炭產品分為優級品、一級品和二級品三種。其水分都低于10％；焦糖脫色率分別高于100、90和80，灰分分別低于3％、4％和5％(用磷酸法生產的活性炭可在7％～9％，不分等級)，酸溶物分別低于1％、1.5％和2％，還有鐵含量和氯含量的規定。它們的pH值都在3～5之間。 活性炭具有芳香環式的結構，善于吸附芳香族有機物(糖汁中的有色物大部分屬于這類)，并善于吸附含有三個碳原子以上的其他有機物。它對不帶電物質的吸附力較強，而對帶電物質(如陰離子)的吸附較弱。對后者的吸附與溶液pH值有關：在酸性溶液中吸附較強，堿性溶液中較弱。因為弱酸性物質在低pH下帶電較少以至不帶電，較易被吸附；高pH下電荷較強，不利于吸附。為避免蔗糖轉化，糖液用活性炭處理一般在中性下進行。活性炭對無機離子的吸附作用很弱，但用磷酸作活化劑的活性炭，及經過適當羧基化處理的活性炭，也能吸附少量的金屬離子。
活性炭屬無定型炭，由許多呈石墨型的層狀結構的微晶不規則地集合而成，具有結晶缺陷，且具有巨大比表面、多孔結構。按其原料分類可分為煤質活性炭、木質炭、果殼炭和骨質炭；按其形態可分為柱狀炭、破碎炭、粉末炭，纖維活性炭。活性炭的主要原料為煤、木材、果殼等富含碳元素的有機材料，通過活化而形成具有吸附能力的復雜的孔隙結構。孔隙中半徑大于20000nm的為大孔，介于150-20000nm的為中孔，小于150nm的為微孔。活性炭的吸附作用主要發生在這些空隙和表面上，活性炭孔壁上大量的分子可以產生強大的引力將水和空氣中的雜質吸引到孔隙中。
活性炭的吸附可分為物理吸附和化學吸附。物理吸附主要發生在活性炭豐富的微孔中，用于去除水和空氣中雜質，這些雜質的分子直徑必須小于活性炭的孔徑。不同的原材料和加工工藝造成活性炭不同的微孔結構、比表面積和孔徑，適用于不同的需求。活性炭不僅含有碳元素，而且在其表面含有官能團，與被吸附的物質發生化學反應，從而與被吸附物質常發生在活性炭的表面。介質中的雜質通過物理吸附和化學吸附不斷進入活性炭的多孔結構中，使活性炭吸附飽和、吸附效果下降。吸附飽和后的活性炭需要進行活化再生，恢復其吸附能力，重復使用。評價活性炭的吸附性能指標主要有亞甲藍值、碘值和焦糖吸附值等，吸附容量越大，吸附效果越好。
