竹炭的特點及應用 一：什么是竹炭:竹炭是以六年以上深山老毛竹為原材料，采用千度高溫，歷時30天，在無氧狀態(tài)下干餾炭化而成。其炭質致密，比重大，分子呈六角形，類似于金鋼鉆分子，質地堅硬，細密多孔，比表面積（每克竹炭內(nèi)各孔展開的面積）是木炭的兩倍。 竹炭的微觀結構： 將不同炭化最高溫度竹炭的橫切面經(jīng)鍍金屬膜以后在掃描電鏡下進行觀察，竹炭同竹材相比，維管束外鞘變得致密，維管束細胞腔中一些揮發(fā)物質減少，且竹炭表面變得更光滑，主要是由于竹材發(fā)生熱分解。隨著炭化最高溫度升高，維管束有不同程度收縮，尤其是溫度1000℃以后更加明顯；維管束之間的薄壁組織細胞消失，細胞間隙變小。溫度700℃以下竹炭微觀結構相近，800℃以后結構發(fā)生了較大的變化。 竹炭主要是由碳、氫、氧等元素組成，構成竹炭的碳是位于化學元素周期表的第Ⅳ族的第2周期，直徑1.54埃（A0），它的是最外層具有4個電子，易于產(chǎn)生強勁的共價鍵結合。由碳構成的單體，如我們熟悉的金剛石(等軸晶系結晶)；石墨(六方晶系結晶)。在金剛石的晶體內(nèi)，所有碳原子相互之間用強的共價鍵成等距離排列，每個碳原子位于一個正四面體的中心，周圍四個碳原子位于四個頂點上，在空間構成連續(xù)的、堅固的骨架結構。在這類晶體中是分辯不出單個分子的，只能把整個晶體看成為一個巨大的三向分子。金剛石碳原子的所有價電子，都形成共價鍵而沒有自由電子，所以沒有導電性。而在石墨晶體中，碳原子排列成層狀結構，在一個平面層片上碳原子排列成正六角形，碳原子就分布在各六角環(huán)的頂點上，彼此間的距離是1.43A0。石墨是由許多這樣的相互平行的層片構成。相鄰兩層間的距離是3.35A0。對每個碳原子來說，它的四個電子只有三個與它在同一平面層內(nèi)的另外三個碳原子形成共價鍵，在層與層之間，由于距離較遠，它們不是以化學鍵聯(lián)結，而是以較弱的分子間引力相聯(lián)結。因此，各層間容易滑移和分離，使石墨具有質軟滑膩的特性。由于石墨有一個比較自由的、未成鍵的電子，故石墨能導電。 竹炭的結構完全不等同于金剛石和石墨，根據(jù)X－射線衍射儀的研究，不同炭化溫度情況下，可形成難石墨化（非石墨化）和易石墨化2種。對竹材進行炭化，隨著炭化溫度的上升，升至1100℃以上，竹炭的內(nèi)部進一步發(fā)生物理變化，產(chǎn)生新的基團物質而改變微晶體的排列，由不規(guī)則排列而變成有規(guī)則的石墨化結構。由此可知，從炭化低溫區(qū)域到炭化高溫區(qū)域炭具有各種形態(tài)功能，具有同炭及其它元素之間結合的能力，因而竹炭是一種新型功能型材料，也是調和環(huán)境材料，具有很大開發(fā)市場前景。 竹炭的孔隙是在高溫炭化過程中，基本微晶之間的空間清除了各種含碳的化合物和非有機成分的碳，以及從基本微晶的結構中除去部分的碳所產(chǎn)生的孔隙。竹炭中的孔隙有些是毛細孔狀，孔隙兩端都開口，或有一端封閉，有些是兩個平面之間的裂口、尖削的裂縫（V形）等。竹炭孔隙性能常常決定吸附性能的大小。 二：竹炭制作過程1：從山上選擇六年以上毛竹砍伐2：運到竹炭工場3：進行機械切割4：送進炭窯5：點火引火、密封悶燒6：升溫至1000度以上7：竹子干餾碳化8：歷時28天左右滅火9：冷卻后出窯10：成品炭11：根據(jù)需要機械加工成各種規(guī)格的竹炭 三：竹炭的特點和功能竹炭的最大特點是最外層有四個電子，其中電子以共價健結合后，結構孔隙成六角形，質量堅硬，細密多孔，竹炭的表面積（每克竹炭內(nèi)各孔展開的面積）為1克大約是300平方米，相當于1個籃球場的大小，大約是木炭的3倍； 竹炭根提其特點可概括為九大功能：1：強吸附；2：釋放微量元素；3：釋放負離子；4：釋放遠紅外線；5：具有導電性，起到靜電屏蔽和防電磁波輻射。6：具有很好的調濕性能；7：抗菌殺菌；8：抗氧化；9：控制微生物繁殖；10：對患有濕氣、關節(jié)炎、肩周炎、腰椎癥等有特殊的防治作用，增加人體免疫力，起到冬暖夏涼之感，提高睡眠質量，保持良好的睡眠環(huán)境。 四：竹炭的運用1：強吸附性的運用 竹炭內(nèi)部形成各類孔隙，具有微孔、中孔和大孔，因而竹炭具有很大的比表面積，經(jīng)電子顯微鏡放大500倍的觀察及恒溫下所做的吸附測定，得知其比表面積介于250-300m2/g之間，也就是說每1公克的竹炭其孔隙表面積有250-300平方公尺，相當于一個足球場那么大，比木炭還要大3-6倍，又因為竹炭的碳元素的最外層電子只有四個，很容易與其它元素形成共價健而結合從而使竹炭具有很強的吸附能力，吸附空氣中的有毒有害氣體（各種浮游物質、硫化物、氫化物、甲醇、甲醛、一氧化碳、苯、酚等）。而且可以起到分解這些有毒有害并有異味氣體的作用。 如果把竹炭運用在水處理上，于自來水中則可以吸附多余的氯離子、污垢等雜質。以及米飯中殘留有機農(nóng)藥。使水質凈化。氯具有附著蛋白質的特性，容易引起頭發(fā)分叉斷裂、頭皮屑、發(fā)癢、脫發(fā)、皮膚干燥 等，尤其在游泳池游泳之后，頭發(fā)、皮膚的干燥，就是氯所造成，而三氯甲烷是被懷疑的致癌物之一。 杭州市環(huán)境保護產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗總站檢測報告檢測項目甲醛（mg/m3）苯（mg/m3）氨（mg/m3）總揮發(fā)性有機化合物（TVOC）濃度（mg/m3）初始濃度3.85.21.634.53小時自然衰減％286268去除效率％92784686 2、釋放微量元素竹炭含有豐富的礦物質，是木炭的5倍。竹材在天然的環(huán)境成長中，吸收了多量的鉀、鈉、鈣、鎂等可溶于水的礦物質(微量元素)，在高溫悶燒制成竹炭時，比木炭多三倍的礦物質會被濃縮在竹炭中。在自來水中加入竹炭一同燒制，礦物質會溶解于水中，使自來水變成含有天然礦物質的弱堿性礦泉水，用來煮飯、泡茶或泡咖啡，可以補充人們在日常生活中普遍攝取不足的礦物質。 竹炭供飲用時釋放于水中的礦物質含量竹炭每100克釋出的礦物質量礦物質重鉀鈉鈣鎂含量(mg)0.310.290.290.01 3、釋放負離子負離子是空氣中一種帶負電荷的氣體離子。有人稱它為 空氣中的維生素 ，并認為它像食物的維生素一樣，對人體及其他生物的生命活動有著十分重要的影響，有的甚至認為空氣負離子與長壽有關，稱它為 長壽素 。負離子有催眠、止癢、利尿、增食欲、降血壓之效。（1）、增強體質：負氧離子可直接由人體吸收，促進新陳代謝，調節(jié)機體，激活神經(jīng)。而人在一般情況下是由呼吸系統(tǒng)吸入氧氣，在肺部分離出負氧離子在進入體內(nèi)的。（2）、提高免疫：在空調的房間內(nèi)，人容易缺少負氧離子而感到頭暈、體疲、煩躁、健忘、失眠等生理不適，而負氧離子能夠更好的解決這個問題。 (3)、凈化空氣：負氧離子容易使空氣中的煙塵顆粒互相積聚結合，使其質量增加從而自由沉降，不在回到空氣中。 (4)、滅菌功效：負氧離子能與病菌、細菌細胞結合，使其能夠結構發(fā)生變化而死亡，達到真正的滅菌效果。 試驗將竹炭樣品密封在10m3的密封倉中12小時，用靜態(tài)法負離子測試儀測試，空氣負離子濃度增加量為700個/cm3,試驗證明，竹炭具有產(chǎn)生負離子的功能。 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)顯示，竹炭產(chǎn)生的負離子量與森林所產(chǎn)生的負離子量相當，在居室及工作場所放置竹炭，可以增加空氣中的負離子量，從竹炭中產(chǎn)生的負離子與空氣中的顆粒物相撞，使其帶電，這些帶電顆粒物容易附著在墻壁、鏡面、地板上，達到凈化空氣的目的營造有益身心健康的生活空間。 每cc空氣中的正負離子個數(shù)與健康的關系性 負離子正離子對人類健康影響備注海上830495最優(yōu)◎維持人體健康之負離子密度◎每cc空氣中700~1000個森林地692670良好郊區(qū)住宅114170差市中心住101150差工廠5373最劣辦公室3843最劣地下室117279劣 4、釋放遠紅外線紅外線是波長在0.78um 300um的電磁波（近紅外：0.78um 3um；中紅外：3um 30um；遠紅外：30um 300um），具有不受空氣影響而直接到達接受對象的特性。而人的皮膚通常為有機體，對遠紅外線吸收率高，傳熱率也高。一旦接受遠紅外線就能迅速達到皮膚內(nèi)層，特別是對4um 14um波長的紅外線是吸收效果最為明顯，使人體產(chǎn)生體感溫度上升的作用。在吸收了人體或外界的熱能輻射，通過電子的能級躍遷而釋放出波長在2.5um 30um的紅外線，而其中與生物生長密切相關的4um 14um波長范圍的紅外線（由于此波段與人體紅外線吸收譜匠配完美），可引起人體表面微血管的血液循環(huán)，達到保暖保健、促進新陳代謝之功效。對于預防和治療關節(jié)炎、失眠等癥有明顯作用。試驗表明竹炭產(chǎn)生的紅外線波長在8um 25um,竹炭具有產(chǎn)生紅外線的功能，可以用作保溫材料，還具有抑菌、防臭、促進血液循環(huán)等功能。 竹炭制作的產(chǎn)品，蓄熱保暖，溫升速度大大強于普通棉料，紅外線本身還能釋放出充足的熱量，使保健具有超強的保暖效果。在嚴寒的冬季，特別是在北方地區(qū)，擁有床墊、枕頭等，等于是擁有了一個舒適溫暖的的睡眠環(huán)境！遠紅外線輻射能滲透血管，刺激身體各經(jīng)絡的穴道，促進血液循環(huán)，新陳代謝，改善身體器官與機能，消除疲勞，增強體質。特別適用于中老年和體質偏弱人群，對肩膀酸痛、腰痛、頸痛、關節(jié)痛、失眠、氣喘等癥狀有明顯的輔助療效。因而用竹炭加工成保健型竹炭枕、床墊等床上用品。。遠紅外線的功效（1）：在不造成心臟負擔的情況下，能擴張末梢血管，促進血液循環(huán)。（2）：促進細胞的新陳代謝及組織再生能力。（3）：促進機能活化性，增加身體免疫力與治愈力。 5、具有導電性，起到靜電屏蔽和防電磁波輻射竹材和木材一樣，通常都是不良導體，可稱為絕緣體。但形成竹炭以后，導電性能發(fā)生了極大的變化，炭化溫度為700度左右時的竹炭顯示出良好的導電性能，可稱為導體。通常竹炭的導電性隨炭化溫度的升高而增長。經(jīng)實驗證實，700℃以上高溫的燒制，使竹炭的電阻系數(shù)降低而具有導電性。而具備導良好電性能的物體，都有靜電屏蔽的功能，因此竹炭具有遮蔽電磁波的功效。所以在家電制品例如電腦、微波爐、音箱、空調等旁邊放置竹炭可遮蔽電磁波，以降低電磁波對人體造成的傷害。 6、具有良好的調濕性能當環(huán)境濕度很大時，竹炭利用其吸濕作用，吸附室內(nèi)空氣中的水分；反之，當環(huán)境濕度很小時（即干燥）竹炭利用其解吸作用，放出水分，以達到調節(jié)空氣濕度的作用。研究結果表明：在相對濕度為95%時的吸濕率可以達到14%，即在室內(nèi)放置100公斤的竹炭，可以吸收空氣中14公斤的水蒸氣。當空氣濕度降低時，竹炭可自行向空氣釋放水分，以達到調節(jié)濕度的性能。 7、具有良好的抗菌殺菌作用竹炭釋放的負離子以及竹炭中所含的竹醋，對細菌、病毒都有一定負離子穿透殺菌和竹醋殺菌作用。而且，這種殺菌性能，是完全純天然的，無任何人工或化學行為，所以竹炭是一種純天然的抗菌殺菌產(chǎn)品。 8、抗氧化性日常生活中的許多產(chǎn)品（食品），都存在氧化問題。產(chǎn)品氧化，會使產(chǎn)品的結構、性能、外觀、環(huán)保都帶來不利的一面，甚至是負面有害的影響，比如食品霉爛。而竹炭產(chǎn)品本身是經(jīng)特殊高溫炭化而成，其結構特點決定了不會被空氣中的各種物質氧化，所以它具有很強的抗氧化性，同時又充分發(fā)揮它本身具有的各種功能和功效。 9、控制微生物繁殖竹材表皮中含有很多被稱為〝土壤要素〞的《矽酸》。在竹材的炭化過程中，矽酸會被濃縮在竹炭內(nèi)，所以竹炭在園藝上具有改良土壤及增加肥力的功效。此外，竹炭具有多孔性的特質，埋入土中或與培養(yǎng)土混合后，可以增加土壤的內(nèi)部孔隙、改良土壤的透氣性與保水力，並能提供微生物的棲息空間以制造養(yǎng)分、增加保肥力。 五：竹炭的制品竹炭根據(jù)其特點和功能，應用面相當廣泛。利用木材熱解原理對竹材進行干餾，可以得到竹炭、竹醋、竹焦油和竹煤氣四類產(chǎn)品。以竹炭為原料，可以制造出用于農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護、健康保健、軍事等領域的系列產(chǎn)品。根據(jù)竹炭的各種物理特點和加工流程附加產(chǎn)品，目前我們開發(fā)出來的應用類型和產(chǎn)品種類，有以下幾個系列1：家居凈化調濕系列2：家紡系列3：衛(wèi)浴系列4：生活系列5：健康保健系列6：服飾系列7：汽車凈化系列8：工藝品系列9：飲用食品保鮮系列10：竹醋液美容健膚系列