活性炭是一種比表面積大，且具有很強(qiáng)吸附和脫色能力的炭素材料。早在19世紀(jì)，人們就利用它對糖、酒及水等進(jìn)行脫色、去味。到20世紀(jì)90年代，活性炭在污水處理、有機(jī)溶劑濃縮回收、空氣凈化及其他環(huán)境保護(hù)、黃金提取等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

活性炭外觀呈粉狀、粒狀或丸狀，具有無定形、多孔結(jié)構(gòu)，孔內(nèi)表面積很大，對氣體具有良好的吸附作用。它通常由木材、硬果殼（如椰子殼）或獸骨等經(jīng)干餾，并用過熱蒸汽在高溫（800 - 900℃）下處理而得。活性炭具有很高的微孔度，1克活性炭大約可提供600 - 1200平方英尺的表面積，換句話說一小勺的活性炭就能“壓縮”整套房那么大的面積！

活性炭的主要特點(diǎn)

活性炭的主要特點(diǎn)就是多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，有吸附性

活性炭種類繁多，可根據(jù)尺寸、制備方法和工業(yè)應(yīng)用，進(jìn)行廣泛分類：粉狀活性炭（RI，PAC）、粒狀活性炭（GAC）、珠狀活性炭（BAC）、擠壓活性炭（EAC）、浸漬活性炭和聚合物涂層活性炭、活性炭纖維（ACF）。按照原料來源，可分為木質(zhì)活性炭、礦物質(zhì)原料活性炭、其它原料活性炭以及再生活性炭。按照活化方法可分為化學(xué)法活性炭（化學(xué)炭）、物理法活性炭、化學(xué)－物理法活性炭、物理－化學(xué)法活性炭。

活性炭的發(fā)展

18世紀(jì)末到19世紀(jì)初，活性炭的研究方向就是作為脫色劑，主要用于制糖業(yè)的糖漿脫色

1911年，奧地利Fanto Works公司銷售批工業(yè)生產(chǎn)的活性炭“Eponit”（商品名），他們采用von Ostrejko氣化方法由木材制造Eponit，用作制糖業(yè)的脫色劑。

在次世界大戰(zhàn)中活性炭迎來了它的高光時刻。當(dāng)時以哈伯為首的德國化學(xué)家研制用于戰(zhàn)場的毒氣，1915年4月22日，德國在第二次伊普爾之役用氯氣攻擊法國、加拿大和阿爾及利亞聯(lián)軍。之后兩軍相互使用并研發(fā)新型的毒氣，其中以芥子氣、光氣、氯氣為主。在美國Chaney領(lǐng)導(dǎo)下，一個小組研究生產(chǎn)防毒面具罐用吸附劑，通過用氯化鋅活化木屑，開發(fā)出具有足夠吸附能力，并且對通過呼吸器濾罐的空氣流具有較低阻力的顆粒狀活性碳。很快，顆粒活性炭作為吸附劑得到了規(guī)模化生產(chǎn)，用于制造軍事用途的防毒面具濾毒罐。

上世紀(jì)70年代的波蘭MUA防毒面具，管道連接的濾毒罐里面填充了活性炭

一戰(zhàn)時活性炭的大規(guī)模生產(chǎn)促進(jìn)了它在戰(zhàn)后的商業(yè)化應(yīng)用。在歐洲制造活性炭的新原料取得了長足進(jìn)展，加入椰子、杏仁殼及氯化鋅生產(chǎn)出的活性炭具有較高機(jī)械性和吸附性。

自20世紀(jì)中期起，活性炭材料開始向著“高吸附，大比表面積（≥2500㎡/g），多形態(tài)（粉狀、球狀、顆粒狀等），高強(qiáng)度，低成本”方向邁進(jìn)，并被廣泛用于空氣凈化、溶劑和貴重金屬精制與回收、食品保鮮、醫(yī)藥精制、血液凈化、防毒面具、放射性物質(zhì)防護(hù)等領(lǐng)域，并取得了令人滿意的效果，同時實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

如今，活性炭大市場在市政水凈化行業(yè)

美國環(huán)保署制定的飲用水有機(jī)污染指標(biāo)中，活性炭是其中80%污染物行之有效的處理方法。在聚氯乙烯（PVC）管水過濾系統(tǒng)中，活性炭是核心組分。該系統(tǒng)由卵石、棕櫚、棕櫚纖維、明礬、活性炭（AC）、礫石、氯（Cl2）、光滑的沙子組成， 每種成分均用海綿過濾器分開，以將其固定在特定位置。

具有活性炭和其他成分的水過濾系統(tǒng)

拋開脫色、吸附、凈化這些基本應(yīng)用，

01、空氣分離、富集氧氣

化學(xué)工業(yè)中存在的主要問題之一是如何從空氣中**分離出氧氣，用活性炭特異性吸附以實(shí)現(xiàn)氧氣分離的研究早有報(bào)道。如通過化學(xué)蒸氣沉積法對活性炭的孔徑進(jìn)行定向調(diào)控，制備成具有分子篩性能、孔徑均勻分布的活性炭，對空氣中氧氣進(jìn)行分離富集。該技術(shù)在國外已有商業(yè)化應(yīng)用。

02、儲能材料

鋰離子電池通過使用活性炭作為負(fù)極材料，代替充電反應(yīng)存在問題的金屬鋰負(fù)極，保留了一次鋰電池（原電池，不能充電）能量密度大、電壓高的優(yōu)點(diǎn)，同時大大提高了循環(huán)使用壽命和安全性能，形成性能優(yōu)良的二次鋰電池（可充電）。

03、催化劑載體

作為催化劑的金屬或金屬氧化物是因具備活性中心才有催化活性，而結(jié)晶缺陷又是活化中心能夠存在的主要原因。活性炭因?yàn)榻Y(jié)晶缺陷的存在，可作為催化劑廣泛應(yīng)用，特別是在煙道氣脫硫、光氣氧化、氯化二氰的合成、臭氧分解及電池中氧的去極化等氧化還原反應(yīng)中。同時，由于具有大的內(nèi)表面積，活性炭還是理想的催化劑載體，尤其是在光催化劑負(fù)載領(lǐng)域，通過活性炭負(fù)載光催化劑并將之用于有機(jī)廢氣的降解將是今后發(fā)展的重要方向。

“相貌平平”的活性炭，內(nèi)部卻別有洞天，吸引著一批又一批的科學(xué)家在這塊黑土地上深耕細(xì)作，通過不斷的改性和調(diào)整，做出更有價(jià)值的活性炭產(chǎn)品，更好地服務(wù)人類社會。