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活性炭是怎樣清除有毒氣體的？

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發(fā)表于: 2016-2-16 09:26 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽

樓主

一.活性炭介紹
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）。

2、活性炭是怎么制成的？

   大家知道，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、煤質(zhì)、石油瀝青、石油焦炭、纖維炭），經(jīng)粉碎、篩選后，放在炭化活化爐內(nèi)進(jìn)行高溫催化或化學(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)酸洗或水洗、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（φ≥50nm），約占總孔容積的10～30％；微孔（φ≤2nm）約占總孔容積的60～90％；中孔又稱過(guò)渡孔（2nm≤φ≤50nm），約占總孔容積的5～7％。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）?？紫督Y(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá)比表面積越大，其吸附功能越強(qiáng)。

4、活性炭的吸附功能

   活性炭之所以被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，主要是利用它的吸附功能。
（1）吸附功能及原理
   吸附功能主要是指活性炭可以吸收固體、液體、氣體中有害物質(zhì)的分子。具有微孔的活性炭主要用于對(duì)氣體的吸附；過(guò)渡孔較多及平均孔徑較大的活性炭多用于液體的吸附。
   吸附功能主要得益于分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，因?yàn)闅怏w的分子始終在做無(wú)規(guī)則的微觀運(yùn)動(dòng)，吸附的速度與室內(nèi)的溫度、壓強(qiáng)、氣體流速、氣體濃度有關(guān)。由于在活性炭表面及內(nèi)部有無(wú)數(shù)相互聯(lián)通的孔，在孔的整個(gè)空間存在著吸附力場(chǎng)，被吸附分子進(jìn)入孔內(nèi)，將受到孔四周吸附力的同時(shí)作用，使活性炭具有極強(qiáng)的吸附能力。（主要是利用自然碰撞，不斷將被吸收物質(zhì)分子擠到活性炭?jī)?nèi)空中）。
   評(píng)價(jià)活性炭的好壞：一是孔多否，二是孔間是否聯(lián)通，即孔隙發(fā)達(dá)程度。
（2）影響吸附功能的因素：
   ①活性炭：具有適宜吸附的孔徑。最理想的活性炭是具有大量稍大于吸附物分子的孔?？滋。轿镞M(jìn)不去；孔太大，使單位體積的表面積減少，也就是比表面積小，導(dǎo)致吸附能力減小。
   比表面積：它是1克活性炭具有顆粒的外表面積與顆粒內(nèi)孔隙的內(nèi)表面積的總和?；钚蕴康谋缺砻娣e通常為500---1500平方米/克，可以通過(guò)比表面積來(lái)表述孔隙發(fā)達(dá)程度。比表面積越大，通常活性炭吸附能力強(qiáng)。
   ②外界條件：與室內(nèi)空氣的溫度、流速、壓強(qiáng)、有害氣體的濃度有關(guān)。
   溫度：在一定溫度范圍內(nèi)，（-30℃至40℃）溫度越高，吸附速度越快；（分子由于溫度高，做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度會(huì)增加，分子動(dòng)能增加，促使被活性炭吸收速度加快。）
   流速：室內(nèi)空氣流速越大，吸附速度越快。
   壓強(qiáng)：壓強(qiáng)越大，吸附速度越快。
   有害氣體的濃度：有害氣體濃度越大，吸附效果越明顯。
   毫無(wú)疑問(wèn)活性炭具有高效吸附功能，那么，為什么活性炭只吸收毒氣而放過(guò)氧氣、氮?dú)饽?？這是因?yàn)榛钚蕴康奈阶饔猛晃降臍怏w的分子大小與活性炭孔徑匹配有關(guān)，而孔徑大小的分布由活化條件來(lái)控制。此外，還與被吸附氣體的活性炭沸點(diǎn)有關(guān)。沸點(diǎn)越高的氣體，活性炭對(duì)它的吸附量越大。大多數(shù)毒氣的沸點(diǎn)比氧氣、氮?dú)飧叩枚唷?br />

二.空氣凈化活性炭在家裝污染治理上的應(yīng)用
   隨著人們環(huán)保意識(shí)和健康意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)家裝家具引起的室內(nèi)空氣污染治理日益重視，活性炭這種國(guó)際公認(rèn)的超強(qiáng)吸附材料得以日漸廣泛應(yīng)用。那么，如何使用才能使其發(fā)揮更好的作用呢？
1.裝修過(guò)程開窗通風(fēng)的同時(shí)，在裝修材料的堆放區(qū)和施工現(xiàn)場(chǎng)放置活性炭，可以有效地減少施工過(guò)程的室內(nèi)污染和對(duì)施工人員的傷害；鋪設(shè)地板時(shí)可以在下面均勻的撒一層活性炭顆粒，制作壁柜櫥柜門窗包套時(shí)可以在材料的空隙處放置小包裝或撒一些顆粒炭，均可以長(zhǎng)期有效的清除這些材料釋放出的有毒氣體。
2.裝修完工及新家具  初期所有的柜門要打開，開窗通風(fēng)。在柜子抽屜里放置袋裝活性炭。由于裝修材料中有毒氣體的釋放期長(zhǎng)達(dá)十幾年，應(yīng)該長(zhǎng)期使用。
3.由于活性炭對(duì)有毒氣體的吸附過(guò)程是不可逆的，常規(guī)狀態(tài)下被其吸附的有毒物質(zhì)是不會(huì)再行釋放的，就像磁鐵吸附鐵屑，如不消磁鐵屑是不會(huì)脫落的一樣，因此，活性炭盡可以放心使用，絕不會(huì)造成二次污染。

三.購(gòu)買優(yōu)質(zhì)氣相吸附活性炭十看

1、一看密度：活性炭孔隙越多，吸附性能就越高，活性炭就越酥松，相對(duì)密度就越低，手感就會(huì)越輕，在等重量包裝情況下，體積也就越大。建議購(gòu)買密度小，手感輕，等重量體積大的活性炭產(chǎn)品。
2、二看顆粒大?。夯钚蕴款w粒越小，接觸空氣面積就越大，比表面積也越大，吸附性能就越好，但是顆粒越小，粉碎制作過(guò)程中損耗也越大，粉塵也越多，成本也就越高，所以很多廠家為降低成本，使用大顆粒活性炭，性能當(dāng)然不好，一般顆粒大小在0.5毫米左右的活性炭既達(dá)到了最佳性能，又確保不是粉末，沒有污染。建議選擇顆粒直徑在0.42-0.85毫米之間的活性炭產(chǎn)品。
3、三看組份：活性炭是靠孔徑大小來(lái)吸附有害氣體的，不同有害氣體的分子量不同，顆粒大小也不同，活性炭空隙要在0.45-2納米之間才能吸附甲醛等有毒氣體，國(guó)際上椰殼炭是吸附異味和笨等污染的首選活性炭，氣相球形微孔活性炭是最理想的甲醛吸附炭。建議選購(gòu)由椰殼活性炭和氣相球形微孔活性炭混合成的綜合吸附產(chǎn)品。
4、四看粉塵：生產(chǎn)活性炭過(guò)程中，必須把粉碎的原料進(jìn)行去除粉塵處理，否則粉塵過(guò)多，清潔度就差，就會(huì)對(duì)人體和物品造成污染，市面上劣質(zhì)活性炭為降低成本，沒有進(jìn)行后處理，粉塵很大，多使用深色包裝袋，小炭包用手摸上去很臟，使用時(shí)會(huì)弄臟物品造成二次污染。建議選擇小炭包是白色透氣無(wú)紡布袋，摸上去沒有粉塵不臟的產(chǎn)品。
5、五看企業(yè)：專業(yè)活性炭生產(chǎn)企業(yè)，廠家直接生產(chǎn)的產(chǎn)品，技術(shù)質(zhì)量才過(guò)硬，成本才不高，性價(jià)比才好，市面上劣質(zhì)活性炭的廠家，多為貿(mào)易公司，更有建材城生產(chǎn)活性炭的，這些品牌廠家根本沒有生產(chǎn)能力，更沒有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量可想而知。建議選擇專業(yè)活性炭生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。
6、六看外包裝：活性炭的外包裝必須密封，否則在銷售點(diǎn)處長(zhǎng)時(shí)間接觸空氣就會(huì)失效，還沒使用就已經(jīng)失效了。建議選擇外包裝完全密封的產(chǎn)品。
7、七看小炭包的大?。夯钚蕴渴潜粍?dòng)吸附有害氣體，所以小炭包要分散擺放到污染源附近，吸附會(huì)更直接，更有效，效果才更好。建議選擇小炭包重量在30~50克/袋的產(chǎn)品。
8、八看氣泡：將一小把活性炭投入水中，由于水分子小，水會(huì)逐漸浸入活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)中，迫使孔隙中的空氣排出，從而產(chǎn)生一連串極為細(xì)小的氣泡，在水中拉出一條細(xì)小的氣泡線，同時(shí)會(huì)發(fā)出絲絲的氣泡聲，性能越好的活性炭這種現(xiàn)象越劇烈。建議選購(gòu)這種現(xiàn)象劇烈，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的活性炭。
9、九看成份：市面上劣質(zhì)產(chǎn)品，多采樣工業(yè)用圓柱狀煤質(zhì)活性炭，或者顆粒直徑大于2mm的大顆粒果殼炭，或者顆粒狀竹炭，這些都不是民用氣相吸附活性炭。建議選購(gòu)小顆粒（顆粒直徑在0.5毫米左右）專業(yè)氣相吸附椰殼炭和球形微孔活性炭。
10、十看是不是炭化料：炭化料是只經(jīng)過(guò)炭化過(guò)程沒經(jīng)過(guò)活化過(guò)程的炭，不是真正的活性炭，而活化過(guò)程是活性炭制造工藝中最重要的制造孔隙結(jié)構(gòu)的過(guò)程，缺少這個(gè)過(guò)程的炭化料幾乎沒有任何吸附性能。炭化料由于沒有進(jìn)行活化造孔的過(guò)程，所以表面要比活性炭光潔，且顏色發(fā)白，略有金屬光澤，手感上要比活性炭硬，且重量也重許多，沒活化的椰殼炭一公斤才2.5元左右，這就是市場(chǎng)上有用低吸附活性炭冒充高吸附活性炭銷售的動(dòng)機(jī)。建議選擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的真正活性炭，不要選擇貿(mào)易公司的偽劣產(chǎn)品。

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