活性炭生活处处可以见到，我们的鱼缸更少不了活性炭来净化，接下来我们就一起详细了解活性炭的原理及应用！
活性炭应用
活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面，如石化行业的无碱脱臭(精制脱硫醇)、乙烯脱盐水(精制填料)、催化剂载体(钯、铂、铑等)、水净化及污水处理;电力行业的电厂水质处理及保护;化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制;食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色;*金行业的*金提取、尾液回收;环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化;以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等。活性炭在未来将会有极好的发展前景和广阔的销售市场。
活性炭的用途及种类
1、空气净化2、污水处理场排气吸附3、饮料水处理4、电厂水预处理
5、废水回收前处理6、生物法污水处理7、有*废水处理8、石化无碱脱硫醇
9、溶剂回收10、化工催化剂载体11、滤*罐12、*金提取
13、化工品储存排气净化14、制糖、酒类、味精医药、食品精制、脱色
15、乙烯脱盐水填料16、汽车尾气净化17、PTA氧化装置净化气体
活性炭产品的应用方向及领域
◎石化行业
无碱脱臭(精制脱硫醇)——重催的精制装置
乙烯脱盐水(精制填料)——乙烯装置
催化剂载体(钯、铂、铑等)——苯乙烯、连续重整装置
水净化及污水处理——上水及下水的深度处理
◎电力行业
电厂水质处理及保护——锅炉装置
◎化工行业
化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收、及油脂等的脱色、精制
◎食品行业
饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色
◎*金行业
*金提取——适用炭浆法、堆浸法提金工艺
尾液回收——金矿的废物利用及环境保护
◎环保行业
用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化
◎相关行业
香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等。
活性炭产品的再生
活性炭目前在环境保护，工业与民用方面己被大量使用,并且取得了相当的成效,然而活性炭在吸附饱合被更换后,使用单位均将其废弃,掩埋或烧掉,造成资源的浪费和对环境的再污染。
活性炭吸附是一个物理过程，因此还可以采用高温蒸汽将使用过的活性炭内之杂质进行脱附，并使其恢复原有之活性，以达到重复使用的目的，具有明显的经济效益。
再生后的活性炭其用途仍可连续重复使用及再生。
活性炭的吸附原理
活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。水温越高，活性炭的吸附能力就越强;若水温高达30℃以上时，吸附能力达到极限，并有逐渐降低的可能。当水质呈酸性时，活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱;当水质呈碱性时，活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。所以，水质的PH不稳定，也会影响到活性炭的吸附能力。
活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，活性炭应定期清洗或更换。
活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中，难以控制，很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。
活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比，接触时间越长，过滤后的水质越佳。注意：过滤的水应缓慢地流出过滤层。新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净，否则有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前，应在底部和顶部加铺2～3厘米厚的海绵，作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去，活性炭使用2～3个月后，如果过滤效果下降就应调换新的活性炭，海绵层也要定期更换。活性炭水处理的主要影响因素
由于活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂，因此影响因素也较多。主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件等有关。
一、活性炭的性质
由于吸附现象发生在吸附剂表面上，所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一，比表面积越大，吸附性能越好。
因为吸附过程可看成三个阶段，内扩散对吸附速度影响较大，所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素。
此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电荷，也影响吸附的效果。
用于水处理的活性炭应有三项要求：吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。活性炭的吸附容量附其他外界条件外，主要与活性炭比表面积有关，比表面积大，微孔数量多，可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关，水处理用的活性炭，要求过渡孔(半径20~A)较为发达，有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水头损失要增大，一般在8~30目范围较宜，活性炭的机械耐磨强度，直接影响活性炭的使用寿命。
二、吸附质(溶质或污染物)的性质
同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。
(一)溶解度
对同一族物质的溶解度随链的加长而降低，而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附。
如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。
(二)分子构造
吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响，吸附质(溶质)分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例，最利于吸附。在同系物中，分子大的较分子小的易吸附。不饱和键的有机物较饱和的易吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。
(三)极性
活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂，对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。
(四)吸附制裁(溶质)
吸附质的浓度在一定范围时，随着浓度增高，吸附容量增大。因此吸附质(溶质)的浓度变化，活性炭对该种吸附质(溶质)的吸附容量也变化。
三、溶液pH的影响
溶液pH值对吸附的影响，要与活性炭和吸附质(溶质)的影响综合考虑。
溶液pH值控制了酸性或碱性化合物的离解度，当pH值达到某个范围时，这些化合物就要离解，影响对这些化合物的吸附。
溶液的pH值还会影响吸附质(溶质)的溶解度，以及影响胶体物质吸附质(溶质)的带电情况。
由于活性炭能吸附水中氢、氧离子，因此影响对其他离子的吸附。
活性炭从水中吸附有机污染物质的效果，一般随溶液pH值的增加而降低，pH值高于9.0时，不易吸附，pH值越低时效果越好。在实际应用中，通过试验确定最佳pH值范围。
四、溶液温度的影响
因为液相吸附时吸附热较小，所以溶液温度的影响较小。
吸附是放热反应。吸附热，即活性炭吸附单位重量的吸附质(溶质)放出的总热量，以KJ/mol为单位。吸附热越大，温度对吸附的影响越大。
另一方面，温度对物质的溶解度有影响，因此对吸附也有影响。
用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。
五、多组分吸附质共存的影响
应用吸附法处理水时，通常水中不是单一的污染物质，而是多组分污染物的混合物。在吸附时，它们之间可以共吸附，互相促进或互相干扰。一般情况下，多组分吸附时分别的吸附容量比单组分吸附时低。
六、吸附操作条件
因为活性炭液相吸附时，外扩散(液膜扩散)速度对吸附有影响，所以吸附装置的型式、接触时间(通水速度)等对吸附效果都有影响。
从上面可以看出活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、消*除臭和去污提纯等目的。检验标准可按照中国国标GB，或按照其他国家标准，如：美国ASTM，日本JIS，德国DIN标准等。影响吸附的因素也很多，应综合分析，根据具体情况，选择最佳吸附条件，达到最好的吸附效果。
工作原理：
活性碳內部有大量的孔隙(pores)的，孔內有許多約1Onm~lA大小的毛細管,1g的活性碳內部表面積約-m2，而這些毛細管及孔隙，就成為吸附作用發生的最佳地點。
主要吸附對象：
1.DOC(DissolvedOrganicCarbon,溶態有機物)--分子量在60到道爾頓的DOC(以分子態為主)
2.重金屬
3.極性較強的複合非有機離子—如氯酸離子、次氯酸離子…等
***AC的吸附作用是藉由微孔隙的孔洞大小與極性，吸附大小適當或極性相吸的物質，因此，以分子態物質而言，就有特定的範圍，過小過大都有吸附上的困難。若分子量偏小，但極性夠的話，也會加強吸附作用。因此，單原子離子態(如Cl-氯離子)或者螯合物(Chelate)就不會是AC吸附的主角。
製造方法：
活性碳是以木頭、水果核、椰子殼、煤炭或石油底渣等物質，以極高溫下乾餾炭化而成。炭化後，還需經過〔活化〕的過程，才算真的活性炭。活化的方法，有物理性及化學性兩種;活化的目的，主要是增加孔隙(pores)。物理性活化，例如：通入熱空氣、水蒸氣;化學性活化，如：通入磷酸..等。
海水養殖使用AC目的：
吸附水中的DOC、無極分子、有極離子、有極分子、重金屬。達到去除水中*物、色素、氣味的目的。
海水養殖使用AC注意事項：
1.磷酸釋出：
由於部份AC因其原料及加工過程的關係，會在置入水中後，釋出磷酸。因此對於海水養殖為用途的我們，就要特別注意這一點。
2.微量原素：
另一個大家爭議的部份，是AC會一併吸走微量原素。關於這點，在參閱國外相關網站、書藉、與對AC的專論後，特別摘要重點，詳釋如下：
A.無論有沒有用AC，海水生態缸都有微量原素不足的問題。意即無論用不用AC，為了維持一個健康的缸子，都要以換水或添加劑的方式補充。
B.大部份微量原素正好偏離AC吸附光譜的高峰，意即不是太小(單原子離子態)就是太大(螯合物)。
C.大部份專家，都認為使用AC整體的利大於弊。(至少我查到資料的大多數作者持這樣的看法)
AC的選擇標準：
1.粉塵少
2.質地輕(疏鬆)
3.剛放入水中時，會浮於水面上，並發出嘶嘶聲
4.不釋出磷酸
AC的用量：
關於AC的使用量，不同作者的意見就差很多，從(一茶匙/10公升)到(一公斤/公升)都有人建議。但有幾個大原則是不變的：
1.硬骨缸軟體缸FO
2.藻類多的藻類少的沒有藻的
各門派的建議用量之所以差異頗大，是因為每個人的養殖生物與器材皆異，最好的方式還是親身實驗找出自己缸子的最適用量：以觀察缸中生物狀況為指標，以1/2、1、3/2、2…杯AC對應公升水去實驗，找出最適量。
AC的使用效期：
這點也是各家眾說紛云，有的認為可以有效半年，有的認為必須以“小時”為單位。由於效期是與AC的品質有絕對的關係，因此，各家所稱的效期不同本來就是很正常的。
最標準的測量法，必須測定進水及出水的TOC濃度差(或細菌數量差)，以判定該AC是否仍有效。
但一來AC實在不是很貴的東西、二來太老的AC會傾向釋出之前吸附的物質(反而成為*物來源)，所以1~2個月內置換是較合理的作法。也由於其微孔隙會成為細菌著床的地方，定期小量置換是理想的方式。
例如：若某缸最適AC量為一公斤，將AC裝成每包克，每星期放入一包，直到缸中有四包，第五星期取出第一包，再放入新的一包，使缸中保持一公斤的量，但最老的不超過一個月，每星也是置換四分之一的活性碳。
海水養殖使用AC技巧：
#由於活性碳多孔的特性,細菌會著床繁殖,故使用上,最好把用量分成3-5等份,分包加入或置換,以避免因細菌的數量驟變,進而影響水質因子
例如:打算放入克的活性碳,最好包成克的五包,每星期加入一包,置換或取出時,也是一星期拿出(換新)一包
#活性碳的放置,最好放在有水壓,會強迫水流經過的地方,否則效果會減弱不少(這點相當重要，要不然會事倍功半)
#包活性碳的袋子,我試過用不織布的最好用,孔隙大又不會掉顆粒
其他補充：
關於AC吸附〔氯〕的問題，引起一些網友關心，在此簡釋一下：
AC是會吸附的[氯]，是指自來水處理過程中，以加入氯氣或二氧化氯的方式來殺菌消*兼漂白，因而水中殘留氯分子、氯酸鹽離子、次氯酸鹽離子等物質。這時，將水通過AC就可以吸走這些物質。至於海水缸中的氯離子，是不會被去除的。虽然此文章是转载来的说的是海水养殖但原理大同小异希望大家能从此文中获取一二