何謂活性炭
活性炭(活性碳 activated carbon)廣意為,俱有吸附能力的炭化物質統稱活性炭。
炭水化合物經過激烈的氧化後(一般指燃燒) ,剩餘的物質大部份為炭,原本佔據炭水化合物裡的揮發性物質,因燃燒且已經燒盡,此時初步的孔隙已經成形,然後再以化學方法或者是物理方法,將初步炭化物質活性化之後,它的孔隙度的數量及大小會再大量地增加,使其俱有1,000-2,000[平方公尺/公克]吸附面積的物質,則稱之為活性炭。
活性炭與木炭的不同
木炭的製造為僅將木材炭化而未再持續加以活性化,因此木炭充其量只能夠稱為活性炭的前身或是原料,木炭的吸附面積大約為200[平方公尺/公克]以下,基本上僅有如此的吸附面積,是不能達到據有活性炭吸附能力的規範,也無法稱為活性炭。
活性炭的構造
由於炭水化合物裡揮發性物質的燒盡,以及經過化學方法或者是物理方法的加工後,炭單位本體的斷面圖構造(Fig-10,11),變成有如鐘乳石洞穴般,有主坑道然後還有無數大小不一的副坑道的孔隙度,而這一些孔隙度就是擔任吸附分子物質的大任。
活性炭的吸附原理
炭化物本身經過活性化之後,可以吸附分子面積大幅增加後,便俱備有了吸附的效果。一般不論是化學方法或者是物理方法活性化的活性炭,其脫色及脫臭的機構都可視為物理反應。少數在活性炭裡添加化學物質,利用孔隙度把化學物質先儲存起來,利用吸附的物質進來時與之產生化學反應後,來達到脫色及脫臭的方式也有。一般物理吸附的原理,乃是利用混合物裡有大有小微視粒徑不同的分子,將大分子卡在孔隙裡鎖住,小分子則可以在孔隙間裡自由地游走來達到分離的效果。
活性炭的原料
一般市面上販售的活性炭,其原料可以分成木屑、煤炭及椰子殼3種。但是其它凡是屬於可以炭化的物質,皆可製造成活性炭,只是原料的取得和製造技術的容易否等因素,因此木屑、煤炭及椰子殼是較常見到的。
活性炭的外觀
活性炭的外觀大致上可以分成3部份,分別為粉狀、粒狀(破碎狀)以及造粒狀。依照外觀上的採用,通常是以吸附物質的形態,或者是依照過濾機器的構造來決定,使用何種原料製造的何種外觀的活性炭。若客戶上在使用上有所疑慮,我們隨時歡迎來電指教。
活性炭的製造
從基礎原料來製造活性炭的步驟大致可以以下幾個部份,分別是原料選別烘乾,進炭化爐高溫炭化、洗滌回收添加物、精製調配、乾燥至一定水份及粒徑篩選後,每一批次成品經過化驗分析合格後(Fig-09),包裝進倉完成出貨。
Fig-10 高倍數電子顯微鏡活性炭結構
Fig-11 高倍數電子顯微鏡活性炭結構
Fig-09 品管分析室
*高倍數電子顯微鏡活性炭結構圖,乃本廠提供活性炭樣品,委託日本東海大學工業化學科東(Professor ATSUMA)主任教授授權,由平方(Mr. HIRAKATA)技術員操作電子顯微鏡所取得之照片,特此感謝。敬請勿隨意複製。
由於客戶對於活性炭所要求的吸附對象物質並不完全相同,因此活性炭並非只變更一種參考數據就可來符合客戶的需求。
所以當客戶有使用活性炭上的需要時,我們會很樂意的來了解客戶使用活性炭的環境,以及是何種狀況及形態的物質後,依據經驗提供樣品,讓客戶先行在實驗室作初步吸附的試驗評估,讓客戶在最少的支出而會有最佳的使用效果。