Carbone attivoÈ composto da tre parti di microcristalli di grafito, carbonio a rete a singolo piano e carbonio amorfo, in cui i microcristalli di grafito sono la parte principale che costituisce il carbone attivo. La struttura microcristallina del carbone attivo è diversa dalla struttura microcristallina del grafito, la sua struttura microcristallina ha uno spazio di strato tra 0,34 e 0,35 nm. Anche se la temperatura è superiore a 2000 ° C è difficile da trasformare in grafite, questa struttura microcristallina è chiamata microcristallino non grafite, la stragrande maggioranza del carbone attivo appartiene alla struttura non grafite. La disposizione dei microcristalli della struttura a tipo di grafito è più regolare e può essere trasformata in grafito dopo la lavorazione. La struttura microcristallina non grafica consente al carbone attivo di avere una struttura porosa sviluppata, la cui struttura porosa può essere caratterizzata dalla distribuzione dell'apertura. La distribuzione dell'apertura del carbone attivo è molto ampia, da meno di 1nm a migliaia di nm. Alcuni studiosi propongono di dividere l'apertura del carbone attivo in tre categorie: l'apertura è inferiore a 2nm per i micropori, l'apertura è di 2 ~ 50nm per i fori medi e l'apertura è superiore a 50nm per i grandi fori.

L'area superficiale microporosa del carbone attivo rappresenta più del 95% dell'area superficiale del carbone attivo, determinando in gran parte la capacità di assorbimento del carbone attivo. L'area superficiale del poro medio rappresenta circa il 5% dell'area superficiale del carbone attivo, è il livello di assorbimento delle molecole più grandi che non possono entrare nei micropori, producendo la condensazione capillare a una pressione relativa più alta. L'area superficiale dei grandi pori in genere non supera 0,5 m2 / g, è solo il canale per le molecole di sostanza adsorbente che raggiungono i micropori e i pori medi, con un impatto minimo sul processo di adsorbzione.

Di solito è carbone amorfo poroso in polvere o granulato con una forte capacità di assorbimento. Il carbonio a stato solido (come carbone, legno, conchiglie dure, nuclei di frutta, resina, ecc.) viene carbonizzato ad alta temperatura da 600 a 900 ° C in condizioni di aria isolata, quindi ottenuto dopo l'ossidazione con aria, anidride carbonica, vapore d'acqua o una miscela di tre gas a 400 a 900 ° C.

La carbonizzazione rende volatili sostanze diverse dal carbonio, l'attivazione ossidativa può rimuovere ulteriormente i residui di sostanze volatili, generando nuovi e espandendo i pori esistenti, migliorando la struttura microporosa e aumentando l'attività. Il carbone attivato a bassa temperatura (400 °C) è chiamato carbone L e il carbone attivato ad alta temperatura (900 °C) è chiamato carbone H. Il carbone H deve essere raffreddato in atmosfera inerte, altrimenti si trasforma in carbone L. Le proprietà di assorbimento del carbone attivo sono correlate alle proprietà chimiche del gas durante l'attivazione dell'ossidazione e alla sua concentrazione, temperatura di attivazione, grado di attivazione, composizione di sostanze inorganiche nel carbone attivo e il suo contenuto, dipendono principalmente dalle proprietà del gas attivo e dalla temperatura di attivazione.

Il contenuto di carbone attivo, la superficie relativa, il contenuto di cenere e il pH della sua sospensione acquosa aumentano con l'aumento della temperatura di attivazione. Più alta è la temperatura di attivazione, più volatile è la sostanza volatile residua, più sviluppata è la struttura microporosa e più grande è l'area superficiale e l'attività di assorbimento.

La composizione delle ceneri nel carbone attivo e il suo contenuto influenzano notevolmente l'attività di assorbimento del carbone. La cenere è composta principalmente da K2O, Na2O, CaO, MgO, Fe2O3, Al2O3, P2O5, SO3, Cl-ecc. Il contenuto di cenere è correlato alle materie prime per la produzione di carbone attivo e, con la rimozione dei volatili nel carbone, il contenuto di cenere nel carbone aumenta.

A partire dal 2007, la produzione annua di carbone attivo ha raggiunto 900 kt, di cui il carbone attivo a base di carbone (massa) rappresenta più di 2/3 della produzione totale;