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活性炭概述

     活性炭 (activated carbon) 是一種多孔性的含碳物質,它具有高度發展的孔隙構造,其組成物質除了碳元素外,尚含有少量的氫、氮、氧及灰份,其結構則為碳形成的六環物堆積而成。由於六環碳的不規則排列,造成了活性碳多微孔體積及高表面積的特性。活性碳無臭、無味,不溶於水和有機溶劑。甚大的微孔容積約 0.6~0.8ml/g,比表面積約 500 ~ 1,500m2/g,對有機高分子物質有很強的吸附力,而對於液相中的微量成分、色素、臭氣物質等具有高度的去除能力。具有高度發展的孔隙構造,是一種極優良的吸附劑,每克活性碳的吸附面積更相當於八個網球場之多,而其吸附作用是藉由物理性吸附力與化學性吸附力達成。
          活性炭可由許多种含炭物質製成,這些物質包括木材、鋸屑、煤、焦炭、泥煤、木質素、果核、硬果殼、蔗糖漿粕、骨、褐煤、石油殘渣等。其中煤及椰子殼已成為製造活性炭最常用的原炓。活性炭的製造基本上分為兩過程,第一過程包括脫水及炭化,將原料加熱,在 170℃ 至 600℃ 的溫度下乾燥,並使原有的有機物大約80%炭化。第二過程是使炭化物活化,這是經由用活化劑如水蒸汽與炭反應來完成的,在吸熱反應中主要產生由 CO及 H2組成的混合气体,用以燃燒加熱炭化物至适當的溫度(800℃至1000℃),以燒除其中所有可分解的物質,由此產生發達的微孔結構及巨大的比表面積,因而具有很強的吸附能力。
           由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔徑。由椰殼製的活性炭具有最小的孔隙半徑。木質活性炭一般具有最大的孔隙半徑,它們用於吸附較大的分子,並且幾乎專用於液相中。煤質活性炭的孔隙大小介於兩者之間。

 

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