山東 臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：型號用途活性炭，廣泛應用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化，工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純，建廠20年來，以活性炭為主業(yè)；不斷加大科研投入，產(chǎn)品種類，質(zhì)量穩(wěn)定，深受廣大客戶好評。
目前，采用KOH法生產(chǎn)的窩蜂活性炭活性炭主要的工業(yè)化應用是超級電容器領(lǐng)域，采用的主要原料是椰殼。當然，采用其他生物質(zhì)原料經(jīng)KOH活化后用作超級電容器及其他應用領(lǐng)域的研究開發(fā)也較多。
將稻殼先使用NaOH溶液浸漬24h，經(jīng)過濾后再通過烘箱熱處理24h，烘干料在400℃下炭化4h后再次使用NaOH溶液常溫下浸漬20min除去稻殼炭化料中的痕量硅，獲得較純凈的稻殼炭化料。按照絕干質(zhì)量浸漬比為5:1(KOH:稻殼炭化料)將KOH與稻殼炭化料混勻，于850℃活化1h，獲得了BET比表面積為2696m/g且總孔容積為1.496cm/g的活性炭。將此碳材料用于超級電容器領(lǐng)域，在6mol/LKOH電解液中可獲得147F/g的比電容和5.11W·h/kg的能量密度。研究還認為，此碳材料表現(xiàn)出較低的電阻率主要是因為炭結(jié)構(gòu)中豐富的C一C鍵和較低的氧含量。
Govind Sethia等[26]采用KOH活化法制備了平均孔徑在0.59nm高摻氮(22.3%，質(zhì)量分數(shù))活性炭，并表現(xiàn)出優(yōu)良的儲氫能力，在溫度為77K和壓力為1bar(1bar=10Pa)的情況下，可達到2.94%(質(zhì)量分數(shù))。通過實驗發(fā)現(xiàn)，活性炭儲氫能力與超微孔(0.5~0.7nm)容積成正相關(guān)，但與總比表面積和總孔容不成正相關(guān)。
Acosta R等[27]采用KOH來活化廢舊輪胎提油后的熱解殘?zhí)恐苽浠钚蕴縼硖幚硭w中的抗生素類藥物四環(huán)素。動力學研究數(shù)據(jù)表明，此類活性炭吸附四環(huán)素屬于偽二階動力學模型，制備的濱州活性炭去除四環(huán)素的能力優(yōu)于商業(yè)活性炭，吸附能力可達312mg/g。因此，由廢舊輪胎提油殘?zhí)恐苽浠钚蕴慨a(chǎn)品用于其他領(lǐng)域，可以增加此行業(yè)的經(jīng)濟附加值。
Yang等[28]以開心果殼為原料，利用KOH為活化劑，與在500℃下炭化2h的絕干炭化料按照浸漬比為0.5:1混合均勻，在800℃活化溫度下停留3h，獲得了BET 比表面積為2259.4m2/g且總孔容積為1.10cm/g的活性炭，認為過高的活化溫度和浸漬比會導致炭結(jié)構(gòu)的垮塌并使微孔向著中孔和大孔轉(zhuǎn)變。

活山東 臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：型號用途活性炭，廣泛應用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化，工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純，建廠20年來，以活性炭為主業(yè)；不斷加大科研投入，產(chǎn)品種類，質(zhì)量穩(wěn)定，深受廣大客戶好評。
物理法通常指氣體活化法，是以水蒸氣、煙道氣(水蒸氣、CO:、Nz等的混合氣)、CO2或空氣等作為活化氣體，在800~1000℃的高溫下與已經(jīng)過炭化的原材料接觸進行活化的過程。在這個過程中，具有氧化性的活化氣體在高溫下侵蝕炭化料的表面，使炭化料中原有閉塞的孔隙重新開放并進一步擴大，某些結(jié)構(gòu)因選擇性氧化而產(chǎn)生新的孔隙，同時焦油和未炭化物等也被除去，終得到活性炭產(chǎn)品。由于物理法通常采用氣體作為活化劑，工藝流程相對簡單，產(chǎn)生的廢氣以CO?和水蒸氣為主，對環(huán)境污染小，而且終得到的活性炭產(chǎn)品比表面積高，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達，應用范圍廣，因此在活性炭生產(chǎn)廠家中70%以上都采用物理法生產(chǎn)活性炭，下面對物理活化法的機理、工藝流程、裝置設(shè)備及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀等進行具體闡述。
一、原料炭化
物理法制備窩蜂活性炭活性炭需要先將原料在400~600℃下進行炭化處理，使原料中碳元素以外的主要元素(氫、氧等)以氣體形式脫除，通過CO2、CO 的形式也可使一部分碳元素釋放出去，殘留的碳元素則多數(shù)以類似石墨的碳微晶形態(tài)存在。然而和石墨晶體不同的是，這些碳微晶的排列是雜亂無章的，因此形成了具有活性炭原始形態(tài)的結(jié)構(gòu)。但是僅僅經(jīng)過炭化處理，碳微品的周圍以及碳微晶之間的縫隙仍被熱解所產(chǎn)生的焦油或者無定形碳堵塞，因此需要進一步活化處理，除去這些堵塞孔隙的物質(zhì)才能得到具有發(fā)達孔隙結(jié)構(gòu)的活性炭。
二、氣體活化法過程簡述
在炭化的中間產(chǎn)物進行活化期間，是基本碳微晶以外的無定形碳?；侵迫』钚蕴康囊粋€關(guān)鍵過程。炭活化設(shè)備有內(nèi)熱式和外熱式回轉(zhuǎn)爐。日本使用外熱式較多，中國普遍使用的是內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐。熱式與內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐的主要區(qū)別在于前者的高溫氣流與物料不直接接觸，而靠爐壁輻射加熱物料，這種爐型有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。但對制造回轉(zhuǎn)爐的材料有較高要求，日本用的是Fe-Cr合金材料制作。后者則是高溫煙氣流直接加熱物料，國內(nèi)常用的內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)可參考磷酸法活性炭生產(chǎn)
回轉(zhuǎn)爐為臥式，簡體用碳鋼鋼板制成，為防止物料與鋼板直接接觸，同時避免影響產(chǎn)品質(zhì)量和腐蝕設(shè)備，需要內(nèi)襯耐火磚。在中部外套大齒輪，借以推動簡體轉(zhuǎn)動，兩端各有一對托輪，支承簡體質(zhì)量。為防止氣體外逸、污染操作環(huán)境，爐頭和爐尾均安裝密封裝置，安裝時須保持一定的傾斜度，使物料能從爐尾向爐頭移動，高溫熱風由爐頭進入，與物料逆流接觸達

山東 臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：型號用途活性炭，廣泛應用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化，工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純，建廠20年來，以活性炭為主業(yè)；不斷加大科研投入，產(chǎn)品種類，質(zhì)量穩(wěn)定，深受廣大客戶好評。
山東 臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：型號用途活性炭，廣泛應用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化，工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純，建廠20年來，以活性炭為主業(yè)；不斷加大科研投入，產(chǎn)品種類，質(zhì)量穩(wěn)定，深受廣大客戶好評。
諸多研究表明，活性炭在液相中的吸附過程是放熱的，降低溫度有利于吸附性能的提高。但是，在液相中，升高溫度可以有助于促進液相分子的活度和擴散，增強其在活性炭孔隙結(jié)構(gòu)中的吸附。在實際應用過程中，溫度的確定不僅考慮上述因素，還需要兼顧液體自身特性，比如黏度大的液體需要通過提高溫度來增加其流動性，對于某些熔點高的物質(zhì)也需要確保溫度熔點，而熱敏性差的物質(zhì)就需要考慮溫度對其有效成分的影響?？傊瑴囟葘τ诨钚蕴繎玫挠绊?，不僅需要考慮吸附性能也需要考慮應用狀況，無法通過溫度變化來提高其吸附量，也難以規(guī)定統(tǒng)一的操作溫度，需要視情況而定。表5-2中的數(shù)據(jù)亦可資參考。三種色素的吸附量隨溫度變化的情況(時間為60min)?；钚蕴恳合辔叫阅艿囊粋€重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果，但是也會增加吸附過程中的吸附阻力。因此，要確定合理的添加量，大限度地發(fā)揮活性炭的吸附性能，達到理想的吸附效果。
佳添加量可以通過實驗研究確定，但實踐證明，生產(chǎn)過程中的實際使用量通常比實驗室獲得的添加量要少，原因尚不明確，需要進一步研究。因此，對于活性炭添加量的確定，通常是根據(jù)實踐經(jīng)驗來確定。由于每次使用的工況不一樣，且每批活性炭的性能也不同，這就需要構(gòu)建一個實驗研究和實踐使用之間的比例關(guān)系，同時輔以操作者的成熟經(jīng)驗。一般來說，在添加炭樣5~10min 后進行取樣觀察，判斷是否正確[9])。
二、時間
脫色或精制所需的時間，受許多因素影響，如炭的粒度、炭的用量、液體溫度和黏度等，一般需要10~60min(10,11]。炭越細或用炭量越多則時間越短，當液體黏度大或用炭量很少時則時間就長些。對給定的色素和給定的活性炭種類，在同一條件下，隨著時間的延長，單位質(zhì)量的活性炭對色素的吸附變化并不大。表5-1為三種色素在溶液的平衡濃度為0.1mmol/L時，在25℃時，活性炭對色素的吸附量隨時間變化的情況。

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活性炭制造與應用技術(shù)
維生素 E
維生素E，是一種脂溶性維生素，溶于脂肪和乙醇等有機溶劑中，能夠改善血液循環(huán)、促進性激素分泌。維生素E存在于芝麻油中，在用活性炭對芝麻油進行脫色處理的時候，會吸附部分維生素E。采用活性炭處理芝麻油時，維生素E的損失小，損失量約為5%。
維生素 G
維生素G，又叫核黃素，是體內(nèi)黃酶類輔基的組成部分，缺乏時會影響機體生物氧化和新陳代謝。應用吸附劑從乳清中制備維生素G的濃縮物。乳清中的維生素，先在低溫下用白土吸附，然后用熱水洗滌出來，洗滌液中的維生素用活性炭吸附聚集，然后用乙醇-苯混合液解吸，之后蒸去乙醇和苯而得到維生素G。
維生素 H
維生素H，是水溶性的維生素，是脂肪和蛋白質(zhì)正常代謝不可缺少的物質(zhì)，維持人體生長、發(fā)育和健康，利用活性炭從米糠中獲得增濃60~90倍的維生素 H(后來證明其為維生素B6和維生素B5的混合物)。這個過程之所以獲得成功，是依賴于預先的幾個步驟。經(jīng)酸化的米糠提取液用白土來吸附維生素 B，濾液經(jīng)中和后加以蒸干，進而用無水乙醇來萃取此固體干物質(zhì)，萃取物利用水稀釋后使用活性炭來吸附其中的維生素H。后再用正丁醇或其他適當?shù)娜軇⒒钚蕴可系木S生素H洗滌出來。
抗生素
青霉素是抗生素的一種，具有抗菌殺菌的作用。早期提取青霉素的方法主要是采用活性炭吸附，然后使用有機溶劑洗提。將青霉素菌種接種在滅菌的適當肉汁培養(yǎng)基內(nèi)，在無菌條件下經(jīng)70~80h的發(fā)酵，當發(fā)酵完成后將肉汁過濾，此肉汁中含青霉素百萬分之三十左右，冷卻到可操作的低溫度，以防止青霉素被破壞。然后加入足量的活性炭來吸附青霉素。此混合料攪拌10min后過濾，炭濾餅用適當?shù)娜軇┫礈烨嗝顾?。洗滌時，應先將炭濾餅從濾機上取下，然后與溶劑混合攪拌20min過濾，這樣效果好些。可用真空蒸餾法將丙酮分離，所得之青霉素濃縮液冷卻至0℃并酸化至pH=2，再溶于某些有機溶劑中，例如乙酸乙酯、醇、醚、戊酸乙酯、環(huán)己烷、三氯甲烷等。將含有青霉素的有機溶劑與稀碳酸氫鈉溶液混合，形成的青霉素鈉鹽溶于水相，經(jīng)與有機溶劑分離后，在冷凍和高真空下去水。活性炭也用于青霉素生產(chǎn)中的過濾環(huán)節(jié)。

活性炭在食品工業(yè)中的應用
一、蔗糖
我國是世界第四大產(chǎn)糖國，每年的食糖總產(chǎn)量約為1300t。澄清工藝是制糖生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和糖分回收具有重要作用。吸附脫色是一種重要的澄清工藝。在活性炭未出現(xiàn)時，主要是用骨炭來處理。骨炭是由牛骨干燥破碎后，于600~850℃下隔絕空氣干餾制得，收率為65%左右。由于骨炭的灰分含量大，含碳量低，脫色效果比較差。之后逐漸被活性炭所取代。
從20世紀初成功制造活性炭開始，首入應用領(lǐng)域的是蔗糖脫色精制，蔗液的精制有許多步驟。以石灰來澄清，再濃縮結(jié)晶出初步精制的糖，稱粗糖，純度約96%。經(jīng)洗滌的結(jié)晶再溶解在水中，成為50%~60%的糖液，再下一個步驟就是澄清，主要是加入石灰使糖液成微堿性，再用磷酸中和，生成的磷酸鈣可吸附雜質(zhì)，用過濾法除去，然后用活性炭脫色[22.23]。
我國蔗糖盛產(chǎn)于華南地區(qū)，其生產(chǎn)方法很少采用由紅糖加工精制成白糖，所以沒有大量使用骨炭或活性炭。糖廠都采用二氧化硫漂白，將色素還原，這就有可能在以后同空氣接觸的過程中，顏色會泛黃，但大部分的有色膠體都能被所形成的亞硫酸鈣吸附除去。不過當糖色重時，以活性炭脫色還是很必要的，并還有脫臭作用。而二氧化硫漂白，既不環(huán)保又對人體有危害，應加以改進。利用活性炭脫色時，糖液的pH值至關(guān)重要。偏酸性時易引起糖的轉(zhuǎn)化，但脫色效果好，因此控制pH=7為佳。糖液稀有利脫色，但使以后的蒸發(fā)負

山東 臨朐縣海源活性炭廠，位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村，建廠多年來，經(jīng)不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家，產(chǎn)品有：型號用途活性炭，廣泛應用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化，工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純，建廠20年來，以活性炭為主業(yè)；不斷加大科研投入，產(chǎn)品種類，質(zhì)量穩(wěn)定，深受廣大客戶好評。
同樣重量的椰殼活性炭的吸附效果，在吸附時間和再生效果上都于同類果殼炭，市場上一般果殼炭(杏殼，各類果核)吸附能力只能達到椰殼活性炭的80%左右，而煤炭，竹炭和木炭則只能達到椰殼活性炭的40%~60%。因為椰殼活性炭原料的特殊性，相對來說，椰殼活性炭的市場價格就能說明一切。它比煤，竹，木質(zhì)吸附活性炭價格要高50%~150%。近十幾年來，椰殼炭的原料價格上漲了近80%，在我國，椰殼原料主要產(chǎn)自海南省，一年大量也就是5000噸，而目前我國一年椰殼炭需求產(chǎn)量在40000噸左右，再加上隨著椰子工藝產(chǎn)品受人們越來越歡迎，椰子殼原料在我國更顯得越來越彌足珍貴。
炭在使用過程中主要功能也可以吸附一些有毒，重金屬等對人體有害物質(zhì)，再加上炭的再生工藝因需要工業(yè)強酸清洗，所以使用或在不知情的狀況下使用到再生炭，對食品飲料，醫(yī)藥將是很大的風險。隨著社會不斷地發(fā)展，人們對食品安全，醫(yī)藥安全越來越關(guān)注。