1、活性炭是什么?
活性炭是由含碳材料制成的外觀黑色、內(nèi)部孔隙發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳。它不同于普通炭(非晶體),也不同于晶體碳(如石墨、金剛石)。過(guò)去只有粉末狀(直徑 0.18mm)與顆粒狀(直徑 8mm)兩類。由于沒(méi)有大塊活性炭,所以使其應(yīng)用受到很大的局限。
2、活性炭是怎么制成的?
普通炭是由木材在高溫下生成的(木炭、煤)。而活性炭是將含碳材料(如木質(zhì)、果殼果核、煤質(zhì)、石油瀝青、石油焦質(zhì)、纖維質(zhì)),經(jīng)粉碎、篩選后,放在炭化活化爐內(nèi)進(jìn)行高溫真空催化或化學(xué)催化,使碳表面與內(nèi)部生成大量的相互串通的小孔,形成縱橫交錯(cuò)的蜂窩狀結(jié)構(gòu),再經(jīng)過(guò)酸(或堿)洗、水洗、烘干而制成的。
3、活性炭結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)?
在結(jié)構(gòu)上有兩大特點(diǎn):一是內(nèi)部與表面孔隙發(fā)達(dá)。由孔隙直徑大小分為三類:大孔( >50nm),約占總孔容積的8%;微孔( <2nm)約占總孔容積的85%;中孔又稱過(guò)渡孔(2nm 50nm),約占總孔容積的7%。孔隙平均直徑約為1.5nm。二是比表面積大。即1克活性炭粒子的表面積與所有孔隙面積的總和,一般活性炭為500M2/g至1500㎡/g,國(guó)外的超級(jí)活性炭可達(dá)3000㎡/g(約為足球場(chǎng)面積)。孔隙結(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá)比表面積越大,對(duì)空氣中有毒有害氣體的吸附功能越強(qiáng)。
4、活性炭雕是什么?是怎么制成的?
活性炭雕是除粉末狀與顆粒狀活性炭以外的一種塊狀無(wú)縫活性炭。它的生產(chǎn)過(guò)程是:先將優(yōu)質(zhì)粉末活性炭與適量的活性膠粘劑混和均勻,用 分子吸壓成型技術(shù) 制成炭塊,其中有的壓制了藝術(shù)圖案,有的卻無(wú)圖案;再經(jīng) 復(fù)合顆?;钚猿尚图夹g(shù) 除膠活化,成為活性炭雕(即塊狀活性炭)。由此可知,活性炭雕保持了活性炭?jī)?nèi)部與表面孔隙發(fā)達(dá),比表面積大的特點(diǎn),從而保留了活性炭吸附能力強(qiáng)的特性。
5、活性炭雕凈化空氣的藝術(shù)品是怎么制成的?
活性炭雕可以通過(guò)〈炭材雕壓彩繪技術(shù)〉制成藝術(shù)品,稱為活性炭雕凈化空氣藝術(shù)品。它同樣保留了活性炭具有吸附能力強(qiáng)的特性?;钚蕴康襁€可制成裝修裝飾材料,家具材料,辦公用品,學(xué)生用品,兒童用品 因此,大大擴(kuò)展了活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域,從而成為與粉末狀及顆粒狀活性炭之外的第三類活性炭 塊狀活性炭,填補(bǔ)了活性炭類型的空白。
6、活性炭為什么具有吸附功能?
這要從三個(gè)方面來(lái)說(shuō)明:第一,孔隙具有吸附勢(shì),靠碳分子與被吸附分子的引力(主要是范德瓦斯力)而形成的,孔徑越小,吸附勢(shì)越強(qiáng)。第二,分子運(yùn)動(dòng)理論:①一切物體均由分子或原子組成,分子(原子)間有間隙;②分子(原子)是處于永不停息漫無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài),分子間相互碰撞很頻繁,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,甲醛分子的自由運(yùn)動(dòng)速度為450m/s,一個(gè)甲醛分子與其它分子每秒要碰撞109次/S(幾十億次);若貼近所研究表面的甲醛分子數(shù)密度,時(shí)時(shí)刻刻與遠(yuǎn)處的甲醛分子數(shù)密度相等,則每秒有約2.7 1027個(gè)甲醛分子(約130㎏)碰在每平方米面積上;若室內(nèi)甲醛濃度達(dá)到國(guó)家允許標(biāo)準(zhǔn)的10倍即達(dá)到0.8mg/m2,則每秒碰在每平方米面積上的甲醛達(dá)90mg;③分子間有相互作用力,一般表現(xiàn)為引力。第三,碰撞分子的直徑與活性炭孔隙直徑要匹配,若分子直徑大于孔隙直徑,則分子碰活性炭時(shí),進(jìn)不了孔隙而被彈回到空中;若分子直徑遠(yuǎn)小于孔隙直徑,則分子即使碰到了孔隙,也有可能跑出來(lái),孔徑越大,跑出來(lái)的概率也越大,使吸附率越小;當(dāng)分子直徑略小于孔徑時(shí),分子碰到孔以后難于跑出來(lái),即被吸附了。被吸附的分子數(shù)量多,表明其吸附能力越強(qiáng)。經(jīng)查實(shí)與計(jì)算,某些物質(zhì)分子的有效直徑如表1所示:
表1.某些物質(zhì)分子的平均有效直徑
物
質(zhì)
氫
H2
氮
N2
水
H2O
甲烷
CH4
氨
NH3
二氧化碳
CO2
氯
CL2
甲醛
HCHO
碘
I
甲苯
C7H8
二甲苯
C8H10
分子
直徑
nm
0.274
0.376
0.324
0.414
0.444
0.460
0.44*
0.45*
0.48*
0.58*
0.60*
注:*是用五種方法的計(jì)算值
由以上數(shù)據(jù)可知,只有孔隙直徑大于0.45nm而小于2.0nm的微孔才能吸附有毒有害氣體,而正好活性炭的這些微孔占總孔數(shù)的85%,所以對(duì)吸附這些有毒有害氣體的效果而言,活性炭是最理想的。