化工與生工前沿講座,面向可持續(xù)發(fā)展的功能材料,活性炭,主要內容:,問題趣話定義制備應用發(fā)展,“炭”與“碳”的區(qū)別？,問題:,“炭”,我國古已有之的一個字,“炭，燒木余也。”,說文（大徐本）,“炭，燒木未灰也?！?說文的另一種版本（小徐本）,“碳”的本義，就其創(chuàng)造者的用意而言，只專指第6號元素，別無其它意義。,“碳”,一個近代新造的字,碳化學元素，C炭固體材料，C/H10,正如郭沫若所說，作為一種物料的炭素，一燒就“化為烏有”了。但作為元素的碳，則是燒不掉的，只是存在的形式改變了，變成存在于氣態(tài)的二氧化碳之中。,炭素材料的主要化學成分是碳，但還含有氫、氧、硫，甚至金屬等其他元素。,什么樣的物質才叫炭素材料？,E.Fitzer曾建議C/H原子比大于10的、以碳為主要成分的固體物質，才可以稱為炭素。,碳元素和炭素材料不是一碼事，不能混為一談，應避免用同一個字來加以表述。,以英語為例，carbon一詞，在炭素行業(yè)的使用中，至少有下列三種含義：,1.碳，第6號化學元素。用例：carbondioxide二氧化碳carbonchain碳鏈carboncompound碳化合物,2.炭素、炭材料的總稱用例：CarbonChemistryandPhysics炭素化學和物理學TheCarbonSocietyofJapan日本炭素學會Scienceofcarbonmaterials炭素材料科學,.炭質、炭質材料、非石墨質炭素材料用例：CarbonandGraphiteHandbook炭和石墨手冊Carbonmaterial炭質材料carbonblack炭黑,活性炭趣話,據(jù)記載，活性炭是在一次大火中偶爾被一個工廠主發(fā)現(xiàn)的。很久以前，世界上只有紅糖沒有白糖。有一天，一家紅糖制造廠突然失火，將廠房燒得一干二凈，那些房子上的梁檀也被大火燒成了炭，有幾截落在盛紅糖的缸里。大火熄滅后，工廠主帶人清理廢墟時，突然發(fā)現(xiàn)一缸紅糖奇跡般地變成了白糖，味道也甜多了。這批白糖一上市，便銷售一空。這個廠主由此掌握了制造白糖的秘密，很快發(fā)了財。這個秘密就是用活性炭吸附紅糖中的色素，使紅糖變成白糖。,活性炭在第一次世界大戰(zhàn)期間曾拯救過千百萬人的生命。1915年，德國法西斯冒天下之大不韙，向英法聯(lián)軍陣地施放了180噸氯氣，使英法聯(lián)軍士兵咳嗽不止，呼吸困難，大批將士窒息而死。當年7月，作為報復，德軍同樣受到氯氣的殺傷。此后，隨著戰(zhàn)爭的升級、光氣、芥子氣等各種毒氣的使用造成了嚴重的后果。當時蘇聯(lián)化學家澤林斯基本著人道主義精神，努力尋找具有解毒功能的物質。他從活性炭吸附紅糖的色素中受到啟發(fā)，通過親身試驗，于1916年用活性炭制成了世界上第一個帶有眼罩的防毒面具。戴上它，毒氣被活性炭層吸附，這樣人便不會中毒。,抵御死神的面紗澤林斯基發(fā)明防毒面具的故事,活性炭是具有孔隙的多孔性物質，具有大的比表面積和吸附能力。以椰殼、鋸末等植物、煤、石油、合成樹脂等為原料，使之炭化，活化而制得。,活性炭定義,定義：,性質：,弱極性，性質穩(wěn)定，比表面積大、孔隙發(fā)達，吸附性能優(yōu)良。,活性炭的制備,活性炭的制備原料木質、礦物、果類、高分子材料、生產(chǎn)和生活廢棄物等,活性炭的制備方法化學活化法物理活化法,化學活化法,物理活化法,活性炭的應用,1、氣相吸附方面的應用;,2、液相吸附方面的應用;,3、環(huán)保方面的應用;,4、活性炭在醫(yī)療上的應用;,5、催化和其他方面的應用。,活性炭在氣（汽）相吸附方面的應用：,毒氣和有害氣體的防護,氣（汽）體回收、凈化、精制、分離和貯存,核工業(yè)和其他方面的應用,活性炭在液相吸附方面的應用：,食品工業(yè)的液相脫色精制,制藥工業(yè)中的液相精制,化學工業(yè)和其他工業(yè)的液相精制,活性炭在環(huán)境保護中的應用：,水處理,大氣污染的防治,活性炭在醫(yī)療上的應用：,血液透析、抗癌藥物的載體、解毒藥物,催化劑、催化劑的載體、電極材料及集電材料,活性炭在催化和其它方面的應用：,活性炭的生產(chǎn)狀況：,世界產(chǎn)量70萬噸主要分布在美、日、俄、中、歐洲等東南亞椰殼炭10萬噸我國12萬噸，居第二通用型炭向專用型轉變,活性炭的發(fā)展,活性炭生產(chǎn)的發(fā)展趨勢：,（1）開發(fā)