活性炭又称活性炭黑。是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳,也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外,还包含两类掺和物:一类是化学结合的元素,主要是氧和氢,这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中,或者在活化过程中,外来的非碳元素与活性炭表面化学结合,如用水蒸气活化时,活性炭表面被氧化或水蒸气氧化;另一类掺和物是灰分,它是活性炭的无机部分;灰分在活性碳中易造成二次污染。
一.活性炭指标
1.碘值
碘值是指活性炭在0.02N 12/KL水溶液中吸附的碘的量。碘值与直径大于10A 的孔隙表面积相关联, 碘值可以理解为总孔容的一个指示其器。
2.糖蜜值
糖蜜值是测量活性炭在沸腾糖蜜溶液的相对脱色能力的方法。糖蜜值被解读为孔直径大于28A的表面积。因为糖蜜是多组分的混合物,必须严格按照说明测试本参数。糖蜜值是用活性炭标样和要测试的活性炭的样品处理糖蜜液,通过计算过滤物的光学密度的比率而得。
3.堆积重
堆积重是测量特定量炭的质量的方法。通过逐渐把活性炭添加一个有刻度圆桶内至100cc,并测量其质量。该值被用于计算填充特定吸附装置所需活性炭数量。简单地说,堆积重是活性炭每单位体积的重量。
4.颗粒密度
颗粒密度是每单位体积颗粒炭的重量,不包括颗粒以及大于0.1mm裂隙间的空间。颗粒密度是用水银置换来测定的。
5.四氯化碳
四氯化碳值是总孔容的指示器,是用饱和的零摄氏度的CCI4气流通过25度的炭床来测量的。在规定的时间间隔内,测量被吸附的CCI4的重量直到样品的重量变化可以忽略不计为止。
6.亚甲蓝
亚甲蓝值是指1.0克炭与1.0mg/升浓度的亚甲蓝溶液达到平衡状态时吸收的亚甲蓝的毫克数。
7.硬度
硬度是测量活性炭机械强度的指标。重量的改变,用百分比表示。更确切地讲,硬度值是指颗粒活性炭在RO-TAP仪器中对钢球衰变运动的阻力。在炭与钢球接触过以后,通过利用筛子上的炭的重量来计算硬度值。
8.磨损值
磨损值是测量活性炭的耐磨阻力的指标。该实验测量MPD的变化,通过百分比来表示。颗粒活性炭的磨损值说明颗粒在处理过程中降低颗粒的阻力。它是通过在RO_TAP机器中将炭样品和钢球接触,测定最终的颗粒平均直径与原始颗粒的平均直径的比率来计算的。
9.丁烷值
丁烷值是饱和空气与丁烷在特温度和特定的压力下通过炭床后,每单位重量的活性炭吸附的丁烷的量。
10.灰分
活性炭中包含无机物,通常是铝和硅。灰分是研磨成粉状的碳在954摄氏度时燃烧3个小时的剩余残渣。从技术角度看,灰分是活性炭矿物氧化物的组分。通常定义为在一定量的样品被氧化后的重量百分比。
11.水分
水分是测量碳所含水的多少。用Dean-Stark trap和冷凝器,在二甲苯溶液中煮沸活性炭来测量水分。为了测试水分,水被冷凝和截留在待测定臂状容器内。活性炭的水含量也可以通过在150摄氏度下烘干3小时后活性炭重量上改变来测定。水分是活性炭中被吸附的水的重量的百分比。
对于不同用途的活性炭,时常用不同的物质和方法来检验它的吸附性能,如亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值等。其中亚甲基蓝吸附值是最常用的。亚甲基蓝是一种深蓝色染料,对它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物质的能力;具有大量微孔的活性炭,此值较高。焦糖吸附值(或称焦糖脱色率、或糖蜜吸附率)是反映活性炭对具有较高分子量的有色物质的吸附性能,性能良好的活性炭,此值达到100~110。