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64365-11-3

中文名稱 活性炭
英文名稱 Activated carbon
CAS 64365-11-3
分子式 CH4
分子量 16.04
更新日期 2025/01/22 13:02:50
64365-11-3 結(jié)構(gòu)式 64365-11-3 結(jié)構(gòu)式

基本信息

中文別名
活性炭
碳分子篩
焦炭分子篩
藥用活性炭
椰殼活性炭
果殼活性炭
針劑用活性炭
活性炭(糖用)
活性炭(藥用)
溶劑回收活性炭
英文別名
activated
BONE BLACK
BONE CHARCOAL
CHARCOAL BONE
CHARCOAL ANIMAL
ANIMAL CHARCOAL
Activated carbon
Csirbon,activated
Norit(R) A pract.
ActivatedCarbonUsp
所屬類別
食品添加劑: 食品加工助劑: 其他加工劑

物理化學(xué)性質(zhì)

外觀性狀黑色多孔性無(wú)味物質(zhì),粒形可從圓柱形、粗顆粒到細(xì)粉末粒子,顆粒直徑一般為1~6mm,長(zhǎng)度約為直徑的0.7~4倍。或具有6~120目粒度的不規(guī)則顆粒。無(wú)臭、無(wú)味,不溶于水和有機(jī)溶劑。裝填密度約0.3~0.6g/ml,微孑L容積約0.6~0.8ml/g,比表面積約500~1500m2/g。對(duì)有機(jī)高分子物質(zhì)有很強(qiáng)的吸著力,故對(duì)液相中的微量成分,色素,臭氣物質(zhì)等均有很高的去除能力。最適用pH值為4.0~4.8,最佳溫度60~70℃。
溶解度幾乎不溶于所有常用溶劑
形態(tài)powder
Dielectric constant12.0(Ambient)

安全數(shù)據(jù)

危險(xiǎn)類別碼36/37/38
安全說(shuō)明22-24/25
危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號(hào)1362
WGK Germany3
危險(xiǎn)等級(jí)4.2
包裝類別III

制備方法

方法1
由能炭化和活化的有機(jī)質(zhì)原料包括木屑、泥炭、褐煤、木炭纖維殘?jiān)?、獸骨、果殼、石油焦炭等等,在活化氣體如水蒸氣、二氧化碳中加或不加無(wú)機(jī)鹽后在高溫下被炭化和活化。亦可用化學(xué)活性劑如磷酸或氯化鋅在高溫下炭化后,再水洗以除去化學(xué)活性劑而制得。

應(yīng)用領(lǐng)域

參考質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

I.FCC,1996
氰化物試驗(yàn)
陰件
重金屬((Pb計(jì))
≤0.004%
高級(jí)芳烴化物試驗(yàn)
陰性
≤10mg/kg
水抽提物
≤4%
碘值(OT-27)
≥400
Ⅱ.FAO
WHO。1992
水可抽提物48%
干燥失重(120℃,4h) @≤15%
砷(以As計(jì)) @≤3mg/kg
鉛(以Pb計(jì)) @ ≤10mg/kg
重金屬(以Pb計(jì)) @≤40mg/kg
氰化物@陰性
鋅@≤25mg/kg
硫酸鹽灰分(GT-27,試樣500mg) @≤5%
硫化物@陰性
高級(jí)芳烴化合物@陰性
酸度或堿度@正常
酸溶性物質(zhì)@≤3%
醇溶性物質(zhì)@≤0.5%
堿溶性呈色物質(zhì)@陰件
吸附能力(所標(biāo)值的百分?jǐn)?shù))@90%~110%

常見(jiàn)問(wèn)題列表

概述
活性炭是具有極大比表面積及很強(qiáng)吸附和脫色能力的一種炭素材料。在19世紀(jì)人們就利用它對(duì)糖、酒及水等進(jìn)行脫色、去味及凈化。骨炭用于水的過(guò)濾也有100多年的歷史,第一次世界大戰(zhàn)時(shí)開(kāi)始用活性炭制作防毒面具。到20世紀(jì)90年代,在污水處理,有機(jī)溶劑的濃縮回收,空氣凈化及其他環(huán)境保護(hù),黃金提取等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
活性炭
有機(jī)物在600~700℃炭化而殘留下來(lái)的炭素材料具有活性或活性化的能力。但這些炭素材料牢固地吸附著一些氣態(tài)碳?xì)浠衔锖推渌镔|(zhì),降低了其活化能力需要提高炭化溫度到形成活性炭的臨界溫度以上。以使這些被吸附的氣態(tài)物質(zhì)分解,脫析。再以水蒸氣,二氧化碳等進(jìn)行活化提高活化能力達(dá)到工業(yè)應(yīng)用等級(jí)。
活性炭的吸附是由于內(nèi)部有豐富的微孔,即有很大的比表面積,因此,活性炭的制作要點(diǎn)是使用有機(jī)物在炭化及活化過(guò)程中生成盡可能多的微孔。

圖1 活性炭纖維的微孔
活性炭按其形狀可分為粉狀活性炭、顆?;钚蕴考袄w維狀活性炭?;钚蕴康脑嫌校?1)植物類:木材,鋸木屑,果殼(包括椰殼,山楂核,稻殼等),纖維素,木質(zhì)素及紙漿殘?jiān)取?2)動(dòng)物類:各種動(dòng)物的骨骸。(3)礦物類:褐煤、泥炭、無(wú)煙煤及石油殘?jiān)取?4)化學(xué)類:聚丙烯腈,黏膠,酚醛等纖維。這些原料的共同點(diǎn)是在熱處理過(guò)程中發(fā)生固相炭化。
使用歷史
據(jù)埃及古書(shū)記載,遠(yuǎn)在公元前1550年以前炭就在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用。在中國(guó)長(zhǎng)沙馬王堆西漢墓(公元前190~前110年)中發(fā)掘出完好的女尸,木槨四周及上部填塞木炭,厚30~40厘米,約5 000多千克,這是對(duì)炭的吸附性能的應(yīng)用。在工業(yè)上生產(chǎn)活性炭,是從1900~1901年荷蘭科學(xué)家?jiàn)W斯特利杰科(Raphaelvon Ostrejko)取得化學(xué)藥劑法和氣體活化法等的專利開(kāi)始的。第一次世界大戰(zhàn)時(shí),活性炭開(kāi)始用于防毒面具,并且提出了著名的吸附理論,如毛細(xì)管凝聚理論,吸附等溫線和孔徑分布學(xué)說(shuō),單分子層和多分子層吸附理論等,這些理論研究加深了對(duì)活性炭的認(rèn)識(shí),促進(jìn)了活性炭生產(chǎn)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大。到30年代,活性炭生產(chǎn)已成為一門(mén)工業(yè),40年代后提出的活性炭孔隙分類法和以吸附勢(shì)理論為基礎(chǔ)的微孔充填理論都獲得實(shí)際的應(yīng)用。在中國(guó)1932年才開(kāi)始研究活性炭的生產(chǎn)工藝,到50年代逐漸形成活性炭工業(yè)。
活化原理
活化方法有氣體活化法和化學(xué)藥劑活化法兩類。氣體活化法又稱物理法。含碳物料用一些氧化性氣體如水蒸氣、二氧化碳(或煙道氣)或氧氣(或空氣)作為活化劑,在高溫下進(jìn)行活化制造活性炭。木材在炭化過(guò)程中常有一些焦油物質(zhì)殘留在木炭中,在活化過(guò)程中,活化劑可以使殘留的焦油和其他含碳化合物氧化分解,清除表面的雜質(zhì),使原來(lái)被堵塞的孔隙開(kāi)放;活化劑也能侵蝕炭的表面,形成新的孔隙,原來(lái)孔隙之間的薄壁有可能被燒失,使孔隙擴(kuò)大,從而形成非常發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),使比表面積大大增加和提高了炭的吸附力?;罨枰臏囟纫蚧罨瘎┓N類而不同,用水蒸氣活化的溫度約為800~950℃,用煙道氣活化時(shí)約900~950℃,用空氣作活化劑時(shí),由于在高溫下碳和氧的反應(yīng)非常劇烈,一般在600℃左右活化。
化學(xué)藥劑活化法多用氯化鋅作為活化劑。主要利用氯化鋅在高溫下對(duì)植物原料中的纖維素起潤(rùn)脹、脫水、侵蝕和溶解作用,而使其形成孔隙,達(dá)到活化的目的。氯化鋅法一般能制得過(guò)渡孔比較發(fā)達(dá)的活性炭,適用于糖色等大分子雜質(zhì)的去除。用氯化鋅法制造活性炭時(shí),鋅屑比(無(wú)水氯化鋅與絕干木屑重量之比)對(duì)制得活性炭的孔隙大小有很大影響,鋅屑比大時(shí),可以制得過(guò)渡孔較發(fā)達(dá)的活性炭;鋅屑比小時(shí),可以制得微孔較發(fā)達(dá)的活性炭。幾乎所有的含碳物質(zhì)都可以經(jīng)過(guò)不同的工序制成活性炭。
制造方法
活性炭的制造原理有物理法和化學(xué)法兩種,物理法是將原料在密封、無(wú)氧環(huán)境下加熱分解,氫及其他物質(zhì)揮發(fā)而留下炭,同時(shí)形成無(wú)數(shù)微孔,即炭化過(guò)程,炭化溫度最高可達(dá)1200℃,然后通水蒸氣或二氧化碳在弱氧環(huán)境下進(jìn)一步增加微孔,即活化過(guò)程,活化溫度一般在700~900℃,冷卻后即為活性炭?;瘜W(xué)法是把原料預(yù)先和化學(xué)藥品加ZnCl2,HCl,F(xiàn)eCl3,H3PO3及H2SO4等充分混合攪拌,然后在較低的溫度如500~600℃進(jìn)行炭化,為提高比表面積,在炭化后再在水氣或二氧化碳?xì)夥障逻M(jìn)行活化。
氣體活化法
制造活性炭的主要設(shè)備是活化爐。在中國(guó),氣體活化法常用鞍式爐,也有用多管爐、流態(tài)化爐和轉(zhuǎn)爐。美國(guó)還用多層爐等。鞍式爐(圖1)是由活化爐爐體、左右兩個(gè)蓄熱室和煙囪組成?;罨癄t爐體是用馬鞍形和其他異形耐火磚砌成的有許多活化道的方形爐(圖2),分為左右兩個(gè)半爐。原料炭裝入爐頂?shù)脑喜蹆?nèi),借重力沿活化道緩慢下降,順序經(jīng)過(guò)預(yù)熱段、補(bǔ)充炭化段、活化段和冷卻段, 最后由下部卸出。用卸料的間隔時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制炭料的下降速度。水蒸氣活化劑送入左蓄熱室下部, 被預(yù)熱到1000~1100℃后送入左半爐,經(jīng)活化段與原料炭直接接觸使其活化。由于活化反應(yīng)是吸熱反應(yīng),使?fàn)t溫不斷下降?;罨玫降幕旌蠚怏w轉(zhuǎn)入右半爐,在爐子的不同位置上通入二次空氣, 使可燃?xì)怏w燃燒, 產(chǎn)生的熱量使?fàn)t溫上升,混合氣體使右半爐的木炭活化。逸出的高溫?zé)煹罋膺M(jìn)入右蓄熱室,使其中的格子磚加熱升溫后排入煙囪。每隔30分鐘將煙道、空氣和水蒸氣的閘閥切換一次,這時(shí)水蒸氣送入右蓄熱室按完全相反的方向流動(dòng),這樣,可以使左右兩半爐交替升溫和降溫,經(jīng)常保持在活化需要的溫度范圍內(nèi)。正常的活化溫度為850~950℃。必須注意保持活化爐的正壓操作?;罨癄t卸出的活化料經(jīng)除砂、破碎、篩選、酸洗、水洗、脫水、干燥等后處理工序即可得活性炭成品。
鞍式爐結(jié)構(gòu)示意
圖2 鞍式爐結(jié)構(gòu)示意
1.預(yù)熱段; 2.補(bǔ)充炭化段; 3.上近煙道; 4.活化段; 5.上連煙道;6.中部煙道; 7.燃燒室; 8.蓄熱室; 9.格子磚層; 10.上遠(yuǎn)煙道;11.下遠(yuǎn)煙道; 12.冷卻段; 13.基礎(chǔ); 14.下料口; 15.加料槽
結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
活性炭屬無(wú)定形碳,雖然它們不具有金剛石和石墨那樣的結(jié)晶結(jié)構(gòu),但是,從X射線的衍射中已經(jīng)查明,它們的結(jié)構(gòu)中含有基本微晶?;疚⒕怯蓭讓犹荚映柿切闻帕械木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不規(guī)則的互相重疊組成的。在活性炭中除了基本微晶以外,還有未組成平行層的單個(gè)網(wǎng)平面和無(wú)規(guī)則的碳,如脂肪鏈狀結(jié)構(gòu)的碳,附著在芳族結(jié)構(gòu)邊緣上的碳等。活性炭的元素組成除了碳元素以外,還有以化學(xué)結(jié)合形式存在的氫、氧等,和以灰分形式存在的許多元素,活性炭的表面還有酸性的和堿性的表面氧化物和官能團(tuán)。
活性炭最重要的性質(zhì)是吸附性質(zhì)?;钚蕴渴嵌嗫孜镔|(zhì),含有大量的孔隙,其中有半徑在20埃以下的微孔,半徑為20~1000埃的過(guò)渡孔和半徑為1000~20000埃的大孔。由于各種活性炭的孔隙大小不同和含有不同性質(zhì)的表面氧化物及官能團(tuán),因此,吸附性能各不相同,并具有選擇吸附的能力。例如糖用活性炭具有較多的過(guò)渡孔、對(duì)大分子的糖色雜質(zhì)有較好的吸附力,而具有較多微孔的活性炭適用于氣相吸附和小分子雜質(zhì)的去除。粉狀活性炭的主要質(zhì)量指標(biāo):對(duì)0.15%亞甲藍(lán)的脫色力為8~14毫升/0.1克活性炭,對(duì)A法或B法焦糖色的脫色力為90~100%,總鐵量不大于0.05~0.10%,氯化物含量不大于0.2~0.25%,pH值3~9,灼燒殘?jiān)淮笥?~8%,干燥減量不大于10%。詳細(xì)的分類和分級(jí)指標(biāo)見(jiàn)中華人民共和國(guó)林業(yè)部粉狀活性炭標(biāo)準(zhǔn)LY 216—79。
活性炭必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,能經(jīng)受使用時(shí)的磨損。適當(dāng)降低活化溫度,縮短活化時(shí)間有利于機(jī)械強(qiáng)度的提高,但伴隨的是吸附能力的降低,為提高吸附能力,必須提高活化溫度和延長(zhǎng)活化時(shí)間,這又帶來(lái)強(qiáng)度的損失和收得率的降低,因此,需要根據(jù)使用要求綜合考慮,以獲得最佳的使用效果,最低的生產(chǎn)成本。使用后的活性炭很容易再生重新使用,這可避免二次環(huán)境污染。
主要指標(biāo)
活性炭的主要指標(biāo)有:粒度、強(qiáng)度、水分、水容量、堆積密度、顆粒密度、真密度、比表面積、灰分等表征物理性質(zhì)的指標(biāo)和苯吸附率、四氯化碳活性等表征吸附性能的指標(biāo)。
低溫(400℃)活化的炭稱L-炭,高溫(900℃)活化的炭稱H-炭。H-炭必須在惰性氣氛中冷卻,否則會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)-炭?;钚蕴康奈叫阅芘c氧化活化時(shí)氣體的化學(xué)性質(zhì)及其濃度、活化溫度、活化程度、活性炭中無(wú)機(jī)物組成及其含量等因素有關(guān),主要取決于活化氣體性質(zhì)及活化溫度?;钚蕴康暮苛俊⒈缺砻娣e、灰分含量及其水懸浮液的pH值皆隨活化溫度的提高而增大。活化溫度愈高,殘留的揮發(fā)物質(zhì)揮發(fā)愈完全,微孔結(jié)構(gòu)愈發(fā)達(dá),比表面積和吸附活性愈大。隨炭中揮發(fā)物的去除,炭中的灰分含量增大?;钚蕴恐械幕曳种饕蒏2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等組成?;曳纸M成及其含量對(duì)炭的吸附活性有很大影響,一般可用鹽酸或氫氟酸浸泡再水洗的方法去除或降低活性炭的灰分。活性炭的灰分含量與制取活性炭的原料有關(guān)。活性炭中氫和氧的含量隨活化溫度的升高而降低。
活性炭對(duì)酸或堿的吸附能力與其水懸浮液的pH值有關(guān),使蒸餾水的pH值降低的活性炭對(duì)堿有較強(qiáng)的吸附能力;使蒸餾水的pH值上升的活性炭對(duì)酸有較強(qiáng)的吸附能力?;钚蕴康臋C(jī)械強(qiáng)度與制取活性炭的原料及炭化溫度有關(guān),炭化溫度超過(guò)700℃時(shí),其機(jī)械強(qiáng)度將顯著增大。活性炭除廣泛用于廢水凈化和分析化學(xué)等領(lǐng)域外,在化學(xué)選礦工藝中主要用于提取金銀。
應(yīng)用
活性炭的應(yīng)用范圍非常廣泛,它的應(yīng)用幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域,在氣相吸附中,用于從廢氣中除去有害氣體,環(huán)境保護(hù)中的空氣凈化,回收溶劑,排煙脫硫,原子輻射的防護(hù)和除去原子能設(shè)施中逸出的核裂變放射性物質(zhì)和放射性碘、氪、氙等。在液相吸附中,用于食品工業(yè)中的葡萄糖、飴糖、食糖、乳制品、食用油、果汁飲料、酒類、食品添加物如味精、檸檬酸、瓊脂、果膠和其他食品的精制凈化;醫(yī)藥工業(yè)中各種藥物和針劑的凈化精制;化學(xué)工業(yè)中各種化學(xué)藥品、工業(yè)用油劑等的精制、凈化和回收;廢水處理,用水處理;合成纖維工業(yè)、石油精制等,以及用作催化劑和催化劑載體等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,活性炭的品種及吸附能力將進(jìn)一步增多和提高,如最近開(kāi)發(fā)研究高比表面積的活性炭,其表面積可達(dá)3000m2/g,活性炭的應(yīng)用范圍將更為廣大。
本信息由ChemicalBook的曉楠編輯整理。
毒性

ADI不作限制性規(guī)定(FAO/WHO,2001)。
ORAS(FDA,§240.361,§240.236,§240.401,2000)。
使用限量
FDA, §240.105l(2000):葡萄酒0.9%,雪利酒0.25%;葡萄汁0.4%。 鑒別試驗(yàn)
取粉末試樣約3g,放入一盛有10mL5%稀鹽酸的帶有玻璃塞錐形燒瓶中,煮沸30s后,冷卻至室溫。加碘試液(TS-l24)100ml,加塞,強(qiáng)烈振搖30s。經(jīng)濾紙過(guò)濾,棄去一部分初濾液后,承接濾液50ml。另取碘試液10ml,加水至50ml作為參比液。試樣液應(yīng)不深于參比液,即表示試樣具有吸附作用。
取試樣于空氣中灼燒,應(yīng)有一氧化碳和二氧化碳揮發(fā),并殘留灰分。
加熱至紅,緩慢燃燒而無(wú)火焰。
食品添加劑最大允許使用量最大允許殘留量標(biāo)準(zhǔn)
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量(g/kg)
最大允許殘留量(g/kg)
活性炭
食品
食品工業(yè)用加工助劑
/
一般應(yīng)在制成最后成品之前出去,有規(guī)定食品中殘留量的除外
活性炭?jī)r(jià)格(試劑級(jí))
報(bào)價(jià)日期產(chǎn)品編號(hào)產(chǎn)品名稱CAS號(hào)包裝價(jià)格
2023/03/2040007561活性炭
carbon;charcoal
64365-11-3100G208元
2023/03/2040007560活性炭
carbon;charcoal
64365-11-3100G208元
"64365-11-3" 相關(guān)產(chǎn)品信息
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