粉狀活性炭的特點與性能

粉狀活性炭的特點:
    活性炭的主要成分是碳，含碳量約90%，通常是用各種植物碎料(木屑、椰殼及蔗渣等)或適當的煤或木炭為原料，經過特殊的加工處理制成。活性炭的內部有很多極微細的孔隙。孔隙的直徑很小，故總表面積很大，有很強的吸附能力。因原料和制造方法的不同，活性炭的品種相當多，分別適用于不同的用途。粉狀活性炭的微孔可以吸附低分子量的氣體和溶液中的小分子，但分子量較高的分子不能進入微孔內；中孔提供進入微孔的通道，本身又能吸附分子量較高的物質；大孔則兼有提供通道和吸附的作用。如果用活性炭吸附小分子物質，例如某些氣體(毒氣)和低分子量的有機物，可以使用微孔較多的產品；但如果要吸附較大的分子，則要選用有較多中孔的產品。活性炭的孔隙的狀況，決定于所用的生產原料及其成分、制造方法和條件等。
    粉狀活性炭產品的外形主要有粉狀和粒狀兩大類。粉狀活性炭是非常微細的粉末，絕大部分可通過200目篩網，大部分可通過325目篩網，粉的尺寸在1～150μm之間(平均約40μm)；通常，炭粉越幼細，它對雜質的吸附速度越大。故常將活性炭產品進行高度的破碎和篩選，得到微細的粉末。粉狀炭的缺點是再生比較困難，通常不再生使用，故消耗量較大(近年也有研究將它再生)。粒狀活性炭通常都再生使用，消耗量較少。它有不定型顆粒狀和柱狀顆粒兩種，粒度在0.5～4mm之間。前者是通過適當的破碎和篩選得到的，后者則是將原料通過造粒機壓制成型的。
    用木屑為原料和用化學活化法通常制造粉狀活性炭。顆粒活性炭多數是用煤或木炭為原料，粉碎后加粘合劑(如煤焦油、木素磺酸等)壓制成型，經過干餾炭化，然后活化處理制成(或在活化前再打碎成適當的粒度)。

粉狀活性炭的質量與性能:
    粉狀活性炭的質量有多項物理與化學的指標，主要的如：水分、灰分、酸溶物、各種金屬和酸根的含量，以及它的吸附性能等。對于不同用途的活性炭，時常用不同的物質和方法來檢驗它的吸附性能，如亞甲基藍吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值等。其中亞甲基藍吸附值是最常用的。亞甲基藍是一種深藍色染料，對它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物質的能力；具有大量微孔的活性炭，此值較高。焦糖吸附值(或稱焦糖脫色率、或糖蜜吸附率)是反映活性炭對具有較高分子量的有色物質的吸附性能，性能良好的活性炭，此值達到100～110。
    國內外制造的活性炭，都有一類稱為“糖用活性炭”的產品，它可用于糖廠也可以用在其他類似的行業，如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脫色等。它的主要特點是具有較多的中孔，因而適于處理含有較多大分子有機物的溶液。這種活性炭的焦糖吸附值比較高。
     我國“糖液脫色用活性炭”的國家標準(GB/T13803.3－1999)規定，活性炭產品分為優級品、一級品和二級品三種。其水分都低于10％；焦糖脫色率分別高于100、90和80，灰分分別低于3％、4％和5％(用磷酸法生產的活性炭可在7％～9％，不分等級)，酸溶物分別低于1％、1.5％和2％，還有鐵含量和氯含量的規定。它們的pH值都在3～5之間。
    活性炭具有芳香環式的結構，善于吸附芳香族有機物(糖汁中的有色物大部分屬于這類)，并善于吸附含有三個碳原子以上的其他有機物。它對不帶電物質的吸附力較強，而對帶電物質(如陰離子)的吸附較弱。對后者的吸附與溶液pH值有關：在酸性溶液中吸附較強，堿性溶液中較弱。因為弱酸性物質在低pH下帶電較少以至不帶電，較易被吸附；高pH下電荷較強，不利于吸附。為避免蔗糖轉化，糖液用活性炭處理一般在中性下進行。活性炭對無機離子的吸附作用很弱，但用磷酸作活化劑的活性炭，及經過適當羧基化處理的活性炭，也能吸附少量的金屬離子。