1、化工与生工前沿讲座,面向可持续发展的功能材料,活性炭,主要内容:,问题趣话定义制备应用发展,“炭”与“碳”的区别？,问题:,“炭”,我国古已有之的一个字,“炭，烧木余也。”,说文（大徐本）,“炭，烧木未灰也。”,说文的另一种版本 （小徐本）,“碳”的本义，就其创造者的用意而言，只专指第6号元素，别无其它意义。,“碳”,一个近代新造的字,碳化学元素，C 炭固体材料，C/H10,正如郭沫若所说，作为一种物料的炭素，一烧就“化为乌有”了。但作为元素的碳，则是烧不掉的，只是存在的形式改变了，变成存在于气态的二氧化碳之中。,炭素材料的主要化学成分是碳，但还含有氢、氧、硫，甚至金属等其他元素。,什么样的物
2、质才叫炭素材料？,E.Fitzer曾建议C/H原子比大于10的、以碳为主要成分的固体物质，才可以称为炭素。,碳元素和炭素材料不是一码事，不能混为一谈，应避免用同一个字来加以表述。,以英语为例，carbon一词，在炭素行业的使用中，至少有下列三种含义：,1. 碳，第6号化学元素。用例：carbon dioxide 二氧化碳carbon chain 碳链carbon compound 碳化合物,2. 炭素、炭材料的总称用例：Carbon Chemistry and Physics炭素化学和物理学The Carbon Society of Japan 日本炭素学会Science of carbon
3、materials 炭素材料科学,. 炭质、炭质材料、非石墨质炭素材料用例：Carbon and Graphite Handbook 炭和石墨手册Carbon material 炭质材料carbon black 炭黑,活性炭趣话,据记载，活性炭是在一次大火中偶尔被一个工厂主发现的。很久以前，世界上只有红糖没有白糖。有一天，一家红糖制造厂突然失火，将厂房烧得一干二净，那些房子上的梁檀也被大火烧成了炭，有几截落在盛红糖的缸里。大火熄灭后，工厂主带人清理废墟时，突然发现一缸红糖奇迹般地变成了白糖，味道也甜多了。这批白糖一上市，便销售一空。这个厂主由此掌握了制造白糖的秘密，很快发了财。这个秘密就是用活
4、性炭吸附红糖中的色素，使红糖变成白糖。,活性炭在第一次世界大战期间曾拯救过千百万人的生命。1915年，德国法西斯冒天下之大不韪，向英法联军阵地施放了180吨氯气，使英法联军士兵咳嗽不止，呼吸困难，大批将士窒息而死。当年7月，作为报复，德军同样受到氯气的杀伤。此后，随着战争的升级、光气、芥子气等各种毒气的使用造成了严重的后果。当时苏联化学家泽林斯基本着人道主义精神，努力寻找具有解毒功能的物质。他从活性炭吸附红糖的色素中受到启发，通过亲身试验，于1916年用活性炭制成了世界上第一个带有眼罩的防毒面具。戴上它，毒气被活性炭层吸附，这样人便不会中毒。,抵御死神的面纱泽林斯基发明防毒面具的故事,活性炭是
5、具有孔隙的多孔性物质，具有大的比表面积和吸附能力。以椰壳、锯末等植物、煤、石油、合成树脂等为原料，使之炭化，活化而制得。,活性炭定义,定义：,性质：,弱极性，性质稳定，比表面积大、孔隙发达，吸附性能优良。,活性炭的制备,活性炭的制备原料木质、矿物、果类、高分子材料、生产和生活废弃物等,活性炭的制备方法化学活化法物理活化法,化学活化法,物理活化法,活性炭的应用,1、气相吸附方面的应用;,2 、液相吸附方面的应用;,3 、环保方面的应用;,4 、活性炭在医疗上的应用;,5 、催化和其他方面的应用。,活性炭在气（汽）相吸附方面的应用：, 毒气和有害气体的防护, 气（汽）体回收、净化、精制、分离和贮存
6、, 核工业和其他方面的应用,活性炭在液相吸附方面的应用 ：, 食品工业的液相脱色精制, 制药工业中的液相精制, 化学工业和其他工业的液相精制,活性炭在环境保护中的应用：, 水处理, 大气污染的防治,活性炭在医疗上的应用：,血液透析 、抗癌药物的载体 、解毒药物,催化剂 、催化剂的载体 、电极材料及集电材料,活性炭在催化和其它方面的应用 ：,活性炭的生产状况：,世界产量 70万吨主要分布在美、日、俄、中、欧洲等 东南亚椰壳炭 10万吨 我国 12万吨，居第二 通用型炭向专用型转变,活性炭的发展,活性炭生产的发展趋势：,（1）开发新原料（2）物理法和化学法相结合（3）改进生产工艺，降低环境污染程度（4）开发新的生产设备，提高能源的利用率和机械化程度 （5）对活性炭表面结构的研究，积极开发新产品，拓宽应用领域,
