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活性炭的特点

　　活性炭的主要成分是碳，含碳量约90%，通常是用各种植物碎料(木屑、椰壳及蔗渣等)或适当的煤或木炭为原料，经过特殊的加工处理制成。活性炭的内部有很多极微细的孔隙。孔隙的直径很小，故总表面积很大，有很强的吸附能力。因原料和制造方法的不同，活性炭的品种相当多，分别适用于不同的用途。粉状活性炭的微孔可以吸附低分子量的气体和溶液中的小分子，但分子量较高的分子不能进入微孔内;中孔提供进入微孔的通道，本身又能吸附分子量较高的物质;大孔则兼有提供通道和吸附的作用。如果用活性炭吸附小分子物质，例如某些气体(毒气)和低分子量的有机物，可以使用微孔较多的产品;但如果要吸附较大的分子，则要选用有较多中孔的产品。活性炭的孔隙的状况，决定于所用的生产原料及其成分、制造方法和条件等。

　　粉状活性炭产品的外形主要有粉状和粒状两大类。粉状活性炭是非常微细的粉末，绝大部分可通过200目筛网，大部分可通过325目筛网，粉的尺寸在1～150μm之间(平均约40μm);通常，炭粉越幼细，它对杂质的吸附速度越大。故常将活性炭产品进行高度的破碎和筛选，得到微细的粉末。粉状炭的缺点是再生比较困难，通常不再生使用，故消耗量较大(近年也有研究将它再生)。粒状活性炭通常都再生使用，消耗量较少。它有不定型颗粒状和柱状颗粒两种，粒度在0.5～4mm之间。前者是通过适当的破碎和筛选得到的，后者则是将原料通过造粒机压制成型的。

　　用木屑为原料和用化学活化法通常制造粉状活性炭。颗粒活性炭多数是用煤或木炭为原料，粉碎后加粘合剂(如煤焦油、木素磺酸等)压制成型，经过干馏炭化，然后活化处理制成(或在活化前再打碎成适当的粒度)。

　　粉状活性炭的质量与性能

　　粉状活性炭的质量有多项物理与化学的指标，主要的如：水分、灰分、酸溶物、各种金属和酸根的含量，以及它的吸附性能等。对于不同用途的活性炭，时常用不同的物质和方法来检验它的吸附性能，如亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值等。其中亚甲基蓝吸附值是最常用的。亚甲基蓝是一种深蓝色染料，对它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物质的能力;具有大量微孔的活性炭，此值较高。焦糖吸附值(或称焦糖脱色率、或糖蜜吸附率)是反映活性炭对具有较高分子量的有色物质的吸附性能，性能良好的活性炭，此值达到100～110。

　　国内外制造的活性炭，都有一类称为“糖用活性炭”的产品，它可用于糖厂，也可以用在其他类似的行业，如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脱色等。它的主要特点是具有较多的中孔，因而适于处理含有较多大分子有机物的溶液。这种活性炭的焦糖吸附值比较高。

　　我国“糖液脱色用活性炭”的国家标准(GB/T13803.3-1999)规定，活性炭产品分为优级品、一级品和二级品三种。其水分都低于10%;焦糖脱色率分别高于100、90和80，灰分分别低于3%、4%和5%(用磷酸法生产的活性炭可在7%～9%，不分等级)，酸溶物分别低于1%、1.5%和2%，还有铁含量和氯含量的规定。它们的pH值都在3～5之间。

　　活性炭具有芳香环式的结构，善于吸附芳香族有机物(糖汁中的有色物大部分属于这类)，并善于吸附含有三个碳原子以上的其他有机物。它对不带电物质的吸附力较强，而对带电物质(如阴离子)的吸附较弱。对后者的吸附与溶液pH值有关：在酸性溶液中吸附较强，碱性溶液中较弱。因为弱酸性物质在低pH下带电较少以至不带电，较易被吸附;高pH下电荷较强，不利于吸附。为避免蔗糖转化，糖液用活性炭处理一般在中性下进行。活性炭对无机离子的吸附作用很弱，但用磷酸作活化剂的活性炭，及经过适当羧基化处理的活性炭，也能吸附少量的金属离子。

　　粉状活性炭的吸附作用和温度有关。对于多数的物理吸附作用，在低温下能够达到较大的吸附量，但吸附的速度较慢。在糖厂使用的多数情况下，活性炭和糖液接触的时间不长，故要求吸附进行得较快，就常用较高的温度，例如70～85℃。在这个温度下，一般经过15～30分钟(主要决定于糖液浓度)，活性炭的吸附作用就接近其最大值。

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