活性碳是怎么制做的？它和其它碳的结构功能区别是什么？ 2011-11-27
【活性炭】是经过活化理的黑色多孔的固体炭质。一般呈粉状、粒状或丸状，主要成分为碳，还含少量氧、氢、硫、氮、氯。早期生产活性炭的原料为木材、硬果壳或兽骨，后来主要采用煤，生产方法有：①蒸汽、气体活化法。利用水蒸气或二氧化碳在850～900℃将碳活化。②化学活化法。利用活化剂放出的气体，或用活化剂浸渍原料，在高温处理后都可得到活性炭。 活性炭具有微晶结构，微晶排列完全不规则，晶体中有微孔（半径小于20〔埃〕＝10-10米）、过渡孔（半径20～1000）、大孔（半径1000～100000），使它具有很大的内表面，比表面积为500～1700米2／克。这决定了活性炭具有良好的吸附性，可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污染物、色素等。工业上应用活性炭还要求机械强度大、耐磨性能好，它的结构力求稳定，吸附所需能量小，以有利于再生。活性炭用于油脂、饮料、食品、饮用水的脱色、脱味，气体分离、溶剂回收和空气调节，用作催化剂载体和防毒面具的吸附剂。 活性炭的制作：【原理】 把核桃壳碎末强热干馏，可得到粗制的活性炭，再经酸煮、水洗处理后可得到较好的活性炭。 【用品】 硬质试管、带弯导管的单孔橡皮塞、100mL烧杯、漏斗、滤纸、烧瓶夹、铁架台、铁圈、石棉网、蒸发皿。 核桃壳、铜片、浓硝酸、2mol/L盐酸。 【操作】 1．核桃壳的碳化 把核桃壳放在一张厚纸上，用铁锤砸碎，取碎末5～10g装入一个30×200mm硬质试管，按图示装置，用酒精喷灯加热，并不断转动试管及移动喷灯，使核桃壳碎末均匀受热。不久可以看到管壁附着有水，量多时流到棉花团上，管口有大量气体逸出及黑褐色木焦油浸湿棉花团，管内核桃壳碎渣逐渐碳化，直到不再产生气体或见炭粒加热至红炽即可撤去酒精灯，待试管冷却后再按下列步骤进行处理。 2．炭粒的加酸处理 取出干馏生成的炭粒放进一烧杯，倒入50mL2mol/L盐酸，用酒精灯加热煮沸15min，溶液呈淡黄色，弃去杯内溶液，再倒入50mL2mol/L盐酸煮沸15min，以除去炭粒中的杂质。冷却后，过滤，用蒸馏水洗涤三次，再把滤纸上的炭粒倒在另一个干净的、盛有50mL蒸馏水的烧杯里，煮沸15min，弃去杯内溶液，再换新蒸馏水煮沸几次，用pH试纸检验，开始水溶液显酸性，最后显中性。把含有炭粒的溶液过滤。 3．自制活性炭粒的烘干 把滤过的湿炭粒放入蒸发皿里，用酒精喷灯加强热①，并用玻璃棒不断搅拌直至炭粒全部烤干，切勿使炭粒烧着。撤去酒精喷灯，冷却，把制得的活性炭取少量进行如下实验，以检验是否符合实验要求。把符合要求的活性炭收集在一个洁净、干燥的瓶中保存。 4．自制活性炭的吸附性实验取一个充满二氧化氮的试管②，投入新制成的活性炭粒0.2～0.5g，把试管口用橡皮塞塞紧不得漏气，摇动试管使炭粒与管内气体充分接触，把此试管放置一段时间后，试管内红棕色气体的颜色逐渐变为淡黄色，证明用核桃壳制成的活性炭，具有吸附作用。 【备注】 1．要选核桃壳碎末，经干馏后可制得较小的粗活性炭粒，否则炭粒中易夹杂有未干馏的核桃壳，使活性炭的吸附作用效果不明显。2．用2mol/L盐酸至少煮沸两次，以保证炭粒中所含的矿物杂质除净。3．用蒸馏水煮沸后，一定要用pH试纸检验直至水呈中性为止。4．①用喷灯加热时间不宜过长。 ②制取二氧化氮气体。取几个小铜片，放入一个(18×180mm)试管。倒入几毫升浓硝酸，立即产生红棕色的二氧化氮气体，迅速塞紧带弯导管的单孔塞，并把弯导管插入一个试管内。当试管内充满红棕色二氧化氮气体时，把弯导管取出，立即用橡皮塞塞紧试管口，然后把制取二氧化氮气体的试管拔去单孔塞，倒立在盛水的烧杯里以除去剩余的二氧化氮。
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