活性炭的使用方法和用量

1、.活性炭活性炭 是一種黑色粉狀，粒狀或丸狀的無定形具有多孔的碳，主要成分為碳，還含少量氧、氫、硫、氮、氯。也具有石墨那樣的精細構(gòu)造，只是晶粒較小，層層間不規(guī)那么堆積。具有較大的外表積(5001000米2/克)，有很強的吸附性能，能在它的外表上吸附氣體、液體或膠態(tài)固體；對于氣體、液體，吸附物質(zhì)的質(zhì)量可接近于活性炭本身的質(zhì)量。其吸附作用具有選擇性，非極性物質(zhì)比極性物質(zhì)更易于吸附。在同一系列物質(zhì)中，沸點越高的物質(zhì)越容易被吸附，壓強越大溫度越低濃度越大，吸附量越大。反之，減壓，升溫有利于氣體的解吸。常用于氣體的吸附、別離和提純，溶劑的回收，糖液、油脂、甘油、藥物的脫色劑，飲用水及冰箱的除臭劑，防毒面具

2、中的濾毒劑，還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體。早期生產(chǎn)活性炭的原料為木材、硬果殼或獸骨，后來主要采用煤，經(jīng)干餾、活化處理后得到活性碳。生產(chǎn)方法有：蒸汽、氣體活化法。利用水蒸氣或二氧化碳在850900將碳活化?；瘜W活化法。利用活化劑放出的氣體，或用活化劑浸漬原料，在高溫處理后都可得到活性炭?；钚蕴烤哂形⒕?gòu)造，微晶排列完全不規(guī)那么，晶體中有微孔半徑小于20埃10-10米、過渡孔半徑201000、大孔半徑1000100000，使它具有很大的內(nèi)外表，比外表積為5001700米2克。這決定了活性炭具有良好的吸附性，可以吸附廢水和廢氣中的金屬離子、有害氣體、有機污染物、色素等。工業(yè)上應用活性炭還要求機

3、械強度大、耐磨性能好，它的構(gòu)造力求穩(wěn)定，吸附所需能量小，以有利于再生?；钚蕴坑糜谟椭?、飲料、食品、飲用水的脫色、脫味，氣體別離、溶劑回收和空氣調(diào)節(jié)，用作催化劑載體和防毒面具的吸附劑。 活性炭脫色效果在水中最強，有機溶劑中較弱。一般加0.13WV，攪拌3060分鐘，活性炭的粒度對脫色時間有影響，而且不同生產(chǎn)廠家，不同加工方法生產(chǎn)的活性炭，脫色效果相差很大。脫色溫度和PH要根據(jù)你產(chǎn)物的性質(zhì)，通過試驗確定了。1活性碳一般使用溫度是75-80度比擬好；2活性炭脫色效果在水中最強，在強極溶劑中使用效果也不錯，在非極性溶劑中效果較差；3一般情況下，在pH3-6條件下使用較好；4一般情況下，參加量為千分之一

4、至三or5)；5脫色時間一般為30-60min；6活性碳的種類型號很多，比方糖用碳，油用碳等，要選擇一種適合你使用的活性碳。考前須知：1切不可在沸騰的溶液中參加活性炭，那樣會有暴沸的危險。2用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才參加，因為有色雜質(zhì)雖可溶于沸騰的溶劑中，但當冷卻析出結(jié)晶體時，局部雜質(zhì)又會被結(jié)晶吸附，使得產(chǎn)物帶色，所以用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才參加?；钚蕴渴褂庙氈?一、吸附別離原理在兩相介面上，一相中的物質(zhì)或溶解在其中的溶質(zhì)向另一相轉(zhuǎn)移和積聚，使兩相中物質(zhì)濃度發(fā)生變化的過程稱為吸附過程，既可以發(fā)生在液固介面，也可以發(fā)生在氣固介面上。能夠?qū)⑵渌锵嘀械哪骋唤M分有選擇性地富集到

5、自身外表的物質(zhì)稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。所謂介面，通俗地講也就是外表，因此，吸附其實可以看成一種外表現(xiàn)象，吸附劑的吸附性能與其外表特性有密切的關系。例如比外表積。比外表積越大，吸附能力越強，通常比外表積隨物質(zhì)多孔性的增大而增大。典型的吸附別離過程包含四個步驟：首先，將待別離的料液或氣體通入吸附劑中；其次，吸附質(zhì)被吸附到吸附劑外表，此時吸附是有選擇性的；第三，料液流出；第四，吸附質(zhì)解吸回收后，將吸附劑再生。根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)之間存在的吸附力性質(zhì)的不同，可將吸附分為成物理吸附、化學吸附和交換吸附三種類型。二、活性炭的制造活性炭作為一種價廉易得的固體吸附劑，在實際生產(chǎn)生活中均得到廣泛應用。

6、活性炭是用含碳為主的物質(zhì)，如煤、木屑、果殼以及含堿的有機廢渣等作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。其制造過程大致分為三步：1、枯燥：原料在120130情況下脫水。2炭化：加熱溫度在170以上時，原料中有機物開場分解，到400600時炭化分解完畢。3、活化：原料中的有機物炭化后，殘圖在炭根本構(gòu)造的微孔中，使微孔堵塞。在高溫條件下通入活化氣，在缺氧情況下使殘留炭發(fā)生水煤氣反響，使微孔擴大，得到多孔構(gòu)造的活性炭。三、活性炭的分類由于原料來源、制造方法、外觀形狀和應用場合不同，活性炭的種類品種很多，到目前為止尚無準確的統(tǒng)計材料，估計世界上活性炭品種不下千種。 1.按原料來源分1.1木質(zhì)活性炭

7、木質(zhì)活性炭是指由木材、農(nóng)作物秸桿、竹材及其加工廢棄物和果殼為原料制造的活性炭產(chǎn)品。1.2 獸骨、血炭利用獸骨、血為原料，按照一定方法制成的炭有的含碳量只有百分之十幾也具有不差的吸附性能，嚴格意義上來說這種產(chǎn)品不能算作活性炭。但人們往往也習慣把它稱作活性炭。1.3 礦物質(zhì)原料活性炭這一類活性炭主要是指由各種煤和石油及其加工產(chǎn)物包括煤焦油、煤瀝青、煤半焦、石油烴類、石油渣油、石油瀝表、石油焦等為原料制成的活性炭。1.4 其它原料的活性炭為了科學研究和特殊用途的需要以及擴大活性炭原料來源,也可以用合成樹酯、廢橡膠、廢塑料、生活和工業(yè)垃圾中的有機物等為原料制造活性炭?，F(xiàn)在還有用金屬碳化物為原料，將金屬

8、除去而制造中孔特別興旺的活性炭。1.5 再生活性炭 為了充分利用資源，許多在不同場合對已經(jīng)使用過且已失去吸附活性炭經(jīng)過不同方法的加工又恢復了全部或局部吸附性能，進展重復使用。使失去吸附性能的活性炭復吸附活性的過程叫活性炭再生，經(jīng)過再生過程加工的活性炭叫再生活性炭。再生方法有熱再生、化學洗脫、溶劑萃取再生、生物再生等。2.按活化控制方法分 2.1 化學法活性炭化學炭將含碳原料與某些化學藥品混合后進展熱處理，制取活性炭的方法叫化學法。用化學法生產(chǎn)的活性炭又稱為化學法活性炭或化學炭?？梢宰鳛榛瘜W法的化學藥品又稱作活化劑，活化劑有氯化鋅、氯化鈣、碳酸鉀、磷酸、磷酸二氫鉀、硫化鉀、硫酸、氫氧化鉀、氫氧化

9、鈉、硼酸等，總之許多酸、堿、鹽都可以用作活化劑，主要從活性炭的性能和經(jīng)濟性來考慮采用何種活化劑。一般說來，化學炭的孔隙中次微孔、中孔即孔直徑或孔寬大于1.5納米的孔隙較興旺，主要用于液相吸附精制和溶劑回收的氣相蒸汽吸附場合。 化學法制造活性炭由于參加了化學藥品在制造過程中應當極其重視環(huán)境保護以及產(chǎn)品中可能存在微量非原料帶入的元素的影響問題。2.2 物理法活性炭以炭為原料，用水蒸汽、二氧化碳、空氣主要是氧或它們的混合物煙道氣為活化介質(zhì)，在高溫下6001000進展活化制取活性炭的方法叫物理法。物理法制造的活性炭叫物理法活性炭，也稱作物理炭。一般說來物理炭的微孔孔直徑或孔寬小于1.5納米的孔隙興旺，

10、主要用于氣相吸附場合或小分子液相吸附場合。2.3 化學-物理法或物理-化學法活性炭在了解化學炭和物理炭的同時，還應當提及化學-物理法或物理-化學法活性炭。選用不同的原料和采用不同的化學法與物理法的組合可以對活性炭的孔隙構(gòu)造進展調(diào)控，從而制取許多性能不同的活性炭。這種化學-物理法或物理-化學法是許多年來及今后相當長時期內(nèi)，世界各國活性炭工作者非常關注的活性炭制取方法。3.按外觀形狀分 3.1 粉狀活性炭一般將90%以上通過80目標準篩或粒度小于0.175mm的活性炭通稱粉狀活性炭或粉狀炭。粉狀炭在使用時有吸附速度較快，吸附能力使用充分等優(yōu)點，但需專有的別離方法。隨著別離技術的進步和某些應用要求的

11、出現(xiàn)，粉狀炭的粒度有越來越細化的傾向，有的場合已到達微米甚至納米級。3.2 顆粒活性炭通常把粒度大于0.175mm的活性炭稱作顆料活性炭。顆料活性炭又分為以下幾種： 3.2.1 不定型顆料活性炭不定型顆料活性炭一般由顆料狀原料經(jīng)炭化、活化，然后破碎篩分至需要粒度制成，也可以用粉狀活性炭參加適當?shù)恼辰Y(jié)劑經(jīng)適當加工而成。3.2.2 園柱形活性炭園柱形活性炭又稱柱狀炭，一般由粉狀原料和粘結(jié)劑經(jīng)混捏、擠壓成型再經(jīng)炭化、活化等工序制成。也可以用粉狀活性炭加粘結(jié)劑擠壓成型。柱狀炭又有實心和中空之分，中空柱狀炭是柱狀炭內(nèi)有人造的一個或假設干個有規(guī)那么的小孔。3.2.3 球形活性炭 球形活性炭故名思義是園球形

12、的活性炭，它的制取方法與柱狀炭類似，但有成球過程。也可以用液態(tài)含碳原料經(jīng)噴霧造粒、氧化、炭化、活化制成，還可以用粉狀活性炭加粘結(jié)劑成球加工而成。球形活性炭也有實心和空心球形活性炭之分。3.3 其它形狀的活性炭 除了粉狀活性炭和顆粒活性炭兩大類外，還有其他形狀的，如活性炭纖維、活性炭纖維毯、活性炭布、蜂窩狀活性炭、活性炭板等等。4.按應用場合分 前面已提及活性炭廣泛應用于幾乎所有國民經(jīng)濟部門和人們的日常生活，正因為如此，按活性炭應用場合進展分類是很困難的，問題在于同一種活性炭可以應用于多種場合，而某種場合又可以用多種活性炭到達一樣的目的。人們往往是由應用來獲得對活性炭的認識的，所以往往在活性炭詞

13、語前冠以×××活性炭，這也成為約定俗成的活性炭的模糊分類方法，如糖用活性炭、針劑活性炭、味精活性炭、凈水活性炭等等。四、活性炭的特性活性炭在制造過程中，揮發(fā)性有機物去除后，晶格間生成的空隙形成許多形狀和大小不同的細孔。這些細孔壁的總外表積(即比外表積)一般高達5001700m2/g，這就是活性炭吸附能力強、吸附容量大的主要原因。細孔構(gòu)造隨原料、活化方法、活化條件不同而異，一般可以根據(jù)細孔半徑的大小分為3種：1、大微孔：半徑1000100000Å；2、過渡孔：202000 Å；3、小微孔：約20 Å。一般來說，以煤為原料制造的活性炭通常

14、采用以水蒸氣或二氧化碳氣體為介質(zhì)的物理法活化，產(chǎn)品的形狀以顆粒狀為主，其孔徑分布以微孔居多，更適合于吸附液相和氣相中分子量和分子直徑較小的物質(zhì)，吸附性能指標通常以亞甲藍吸附值和碘吸附值表示。以木屑為原料制造的活性炭通常采取化學法活化，產(chǎn)品的形狀以粉狀為主，其孔徑分布可通過調(diào)節(jié)化學活化劑的配比來進展控制，比擬靈活，既可以制造出孔徑分布以微孔居多的產(chǎn)品，也可制造出孔徑分布中孔過渡孔占較大比例的產(chǎn)品，其中后者比擬適合于吸附液相中分子量和分子直徑較大的物質(zhì)，吸附性能指標以焦糖脫色率表示。以果殼類為原料制造的活性炭通常采取以水蒸氣或二氧化碳氣體為介質(zhì)的物理法活化，產(chǎn)品的形狀以顆粒狀為主，由于其特殊材質(zhì)的

15、因素，其孔徑分布介于上述兩類活性炭之間，因此其應用X圍更為廣泛，缺點是受國內(nèi)原材料的限制，成品較高。五、活性炭的性能指標活性炭產(chǎn)品的性能指標可分為物理性能指標、化學性能指標、吸附性能指標。三種性能指標對活性炭的選擇和應用都起到非常重要的作用。主要物理性能指標有：形狀、外觀、比外表積、孔容積、比重、目數(shù)、粒度、耐磨強度、漂浮率等。主要化學性能指標有：PH值、灰分、水分、著火點、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸鹽、酸溶物、醇溶物、鐵含量、鋅含量、鉛含量、砷含量、鈣鎂含量、重金屬含量、磷酸鹽等。主要吸附性能指標有：亞甲藍吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值、

16、飽和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防護時間、ABS值等。六、活性炭的吸附原理活性炭的吸附可分為物理吸附和化學吸附。物理吸附主要發(fā)生在活性炭去除液相和氣相中雜質(zhì)的過程中?；钚蕴康亩嗫讟?gòu)造提供了大量的外表積，從而使其非常容易到達吸收收集雜質(zhì)的目的。就象磁力一樣，所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以產(chǎn)生強大的引力，從而到達將介質(zhì)中的雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。必須指出的是，這些被吸附的雜質(zhì)的分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑，這樣才可可能保證雜質(zhì)被吸收到孔徑中。這也就是為什么我們通過不斷地改變原材料和活化條件來創(chuàng)造具有不同的孔徑構(gòu)造的活性炭，從而適用于各種雜質(zhì)吸收

17、的應用。除了物理吸附之外，化學反響也經(jīng)常發(fā)生在活性炭的外表?；钚蕴坎粌H含碳，而且在其外表含有少量的化學結(jié)合、功能團形式的氧和氫，例如羧基、羥基、酚類、內(nèi)脂類、醌類、醚類等。這些外表上含有地氧化物或絡合物可以與被吸附的物質(zhì)發(fā)生化學反響，從而與被吸附物質(zhì)結(jié)合聚集到活性炭的外表?；钚蕴康奈秸巧鲜龆N吸附綜合作用的結(jié)果。當活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等時,即單位時間內(nèi)活性炭吸附的數(shù)量等于解吸的數(shù)量時,此時被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度和在活性炭外表的濃度均不再變化,而到達了平衡,那么此時的動平衡稱為活性炭吸附平衡,此時被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度稱為平衡濃度。七、影響活性炭吸附性能的因素1.選擇的活

18、性炭質(zhì)量達不到要求標準1.1 活性炭中的酸堿度、氯化物、硫酸鹽不合格或炭粒過細使溶液染色不易濾清，影響制劑的質(zhì)量。1.2 活性炭中鋅鹽、鐵鹽不合格，如鐵鹽含量較高，可使輸液中某些藥物如維生素c、對氨基水楊酸鈉等變色。1.3 脫色力差或不合格，導致制劑雜質(zhì)含量增加?；钚蕴抠|(zhì)量差，本身所含雜質(zhì)較多能污染藥液，往往導致制劑澄明度和微粒不合格，而且還影響制劑的穩(wěn)定性，所以在配制大輸液時，一定要選用一級針用活性炭。1.4 舉例。醫(yī)藥網(wǎng)絡論壇丁香園的“紫薇花開戰(zhàn)友曾經(jīng)提到，他們以前有一個品種，用的一直是XX活性碳廠的，生產(chǎn)沒有問題。偶爾有一次換成另外一個廠家的，結(jié)果，溶液顏色變深。“H笨笨戰(zhàn)友頗有同感，他

19、同樣有類似的經(jīng)歷。有一次，他所生產(chǎn)的原料藥對熱穩(wěn)定，但是脫炭后卻顯有顏色了。最后查出結(jié)果是活性炭內(nèi)有金屬離子?！皊herry007也認為，活性炭里可能含有礦物質(zhì)，礦物質(zhì)含金屬成分，因此活性炭對用于金屬離子敏感的藥品時，如VC 等，藥液容易變黃。2.活性炭在使用之前未進展適當?shù)幕罨幚砘钚蕴坑捎谏a(chǎn)環(huán)境、包裝、運輸、儲存條件的影響，會吸收水分和空氣使其吸附力下降，假設使用前未經(jīng)過活化處理，會影響活性炭吸附熱源和雜質(zhì)的能力，影響制劑質(zhì)量。所以使用前應根據(jù)具體情況，進展必要的預處理，可大大提高活性炭的除熱原能力，實驗說明，活化后的活性炭除熱原作用明顯優(yōu)于未活化活性炭。常用的預處理方法有：2.1因包裝

20、密封不好，吸收水分和空氣會使活性炭吸附能力下降，可于120烘熾。比方，根據(jù)丁香園的“xiedekun戰(zhàn)友的介紹，他們一般是采用125在恒溫枯燥箱內(nèi)烘2小時以上。“icesword1981戰(zhàn)友那么是在105度下活化0.51.0小時。當然，也有人是通過用前煮沸以脫氣的。2.2對氯化物、硫酸鹽有限量要求的注射劑，所用活性炭最好在適量的新鮮注射用水中煮沸15分鐘，放冷、濾干后烘干再用。2.3偏堿性或?qū)﹁F鹽不穩(wěn)定的注射劑，在使用活性炭時，最好用酸、堿處理。具體的方法是：取活性炭1份，加5%氫氧化鈉4份，煮沸30分鐘，濾干，用注射用水抽洗至中性，再依次用5%鹽酸4份及注射用水4份煮沸30分鐘，濾干并用注射

21、用水反復沖洗至無氯離子，烘干即可。3.活性炭的用法對制劑質(zhì)量的影響活性炭分次參加比一次參加吸附效果好，這是因為活性炭吸附雜質(zhì)到一定程度后吸附與脫吸附處于平衡狀態(tài)時，吸附效力已減弱所致。所以，大輸液生產(chǎn)時分23次參加活性炭效果最正確，能使制劑質(zhì)量明顯提高。XX市人民醫(yī)院的X衛(wèi)軍報道實用醫(yī)技雜志1996年3卷3期，甘露醇的原料常污染熱原，尤其是當所配制料液顏色較深時，更是不祥的預兆。由于甘露醇不宜用高溫處理，一般多用吸附法去除。但是，又因為甘露醇注射液的濃度高，熱原去除常不完全，在臨床使用過程中的熱原反響率高于其他品種。作者在配制實踐中發(fā)現(xiàn)，使用二次吸附法制備的甘露醇注射液可以解決以上問題，具有很

22、大優(yōu)勢。首先，臨床上多不發(fā)生熱原反響；第二，成品合格率高，不溶性微粒大大減少，久置不易析出結(jié)晶；第三，可用鱟試劑法代替兔法熱原試驗。XX溫嶺市第一人民醫(yī)院金友國報道XX醫(yī)藥雜志第5卷第7期，在配制葡萄糖溶液時，必須先加鹽酸，待液面附著的泡沫消失后，再加活性炭，并攪拌均勻。如果先加活性炭，那么泡沫中的氣體被炭粒吸附，使炭粒外表形成一層氣體薄膜，不容易被溶液潤濕，影響活性炭的吸附作用。由此看來，配制容易起泡的料液時，應該采取一些消泡的手段，或其他措施，確保活性炭的吸附效果。4.PH值不同時，活性炭對制劑質(zhì)量的影響活性炭在酸性溶液中(PH：35)吸附作用較強，在堿性溶液中有時出現(xiàn)“膠溶或脫吸附作用，反使溶液中的雜質(zhì)增加，影響制劑質(zhì)量，故活性炭最好用酸處理并活化后使用。醫(yī)藥網(wǎng)絡論壇丁香園的“烽火戰(zhàn)友曾反映，在堿性條件下加熱煮沸活性炭用于吸附熱原，然后用0.22um濾膜過濾，所得濾液不僅顏色暗淡，而且靜止后再搖蕩有煙霧狀活性炭出現(xiàn)濾液里，不澄清。倘假設換成中性條件下加熱吸附，其過濾效果那么顯得比擬澄清。他就此問題與“888wym戰(zhàn)友商榷，結(jié)果最終兩人都一致認為，可能是堿性條件下活性炭產(chǎn)生溶膠狀態(tài)所致，并且形成以下三點共識：第一，盡量防止趁熱過濾。最好料液放冷后再濾，這個時候膠溶狀態(tài)會有所改變，濾過效果會好一些。第二，活性炭不太適合堿性條件下使用，如