浅析活性炭检测原理及方法

倪军玲

（长葛市质量技术监督检验测试中心 461500）

浅析活性炭检测原理及方法

倪军玲

（长葛市质量技术监督检验测试中心 461500）

随着我国建国后活性炭的出口量增加和活性炭应用领域的扩展，不管是国内的商家还是出口国外的商家，都对活性炭的检测提出了很高的要求，对活性炭的检测方法也做出了许多研究，使得活性炭行业得到了很大的规范。本文介绍了活性炭的物理化学特性，并着重介绍了活性炭的简易检测方法和日常生活中的简单检测，供大家参考。

活性炭；检测

1 活性炭的概括

活性炭的基本炭质是活性炭由已经石墨化的活性炭微粒晶体和活性炭原料中没有被石墨化的非晶炭质，活性炭作为一种具有优良理化性质、巨大比表面积和选择性吸附性能的炭质吸附剂，在军工行业、食品行业、冶金行业、化工行业、环境保护行业、制药行业、医药行业、生物化工行业等相关行业的净化加工、精制过程活性炭已经被广泛应用，可以把大量的微量有毒、有害的化学物质去除掉。例如生活中被使用的食品、药品和保健品的脱色处理，回收和净化许多有机挥发性的气体，活性炭已经成为一种非常好的吸附净化的工具。不仅如此，活性炭还有非常强的再生能力，可以循环被人类社会使用，不但很大程度上降低了运行成本，而且资源的利用率也提高了。活性炭在工业生产和人们生活中发挥了十分重要的作用，是工业生产和人们生活中不可或缺的理想的吸附材料。

活性炭的孔隙结构的大小和表面化学性质决定了活性炭吸附能力的强弱。活性炭的转化过程中，许多的羟基、羧基、酚基等含氧表面的络合物就会在活性炭的表面形成，活性炭表面上的主要活性位是由不同种类的含氧基团组成，活性炭的表面出现微弱的酸碱性、氧化还原性、亲水和疏水性等是在它们的基础上形成的。检测结果表明，活性炭吸附极性化合物的能力和效率取决于活性炭表面的酸性类化合物的多少，活性炭表面的酸性类化合物越多，吸附力和效率就越高。活性炭表面碱性化合物较多或者存在非极性物质的时候吸附极性较弱。

目前，人们为了增强活性炭的吸附能力，经常对活性炭进行改造处理。通过化学反应中的氧化还原反应等改造方法，使得活性炭表面的化学性质发生很大改变，为了增强对特定吸附质的吸附能力，许多研究者适当增加酸碱基团的相对含量来提升活性炭的吸附能力或者增加活性炭表面原子来提升活性炭的吸附能力。

2 依据活性炭制作原理的检测方法

活性炭是高含碳材料经过物理或者化学方法，利用氧化性气体或者化学品，在高温条件下反应造孔，制备得到的具有丰富比表面积的吸附材料。由于活性炭生产原料和生产方法以及设备的差异，不同的工艺过程所生产的活性炭，不仅表现出孔径、孔容和孔分布等物理形态的不同，而且在产品的表面化学基团性能方面也发生改变，赋予活性炭不同的吸附能力，导致即使活性炭的常规吸附性能指标一样，在活性炭的实际应用过程中，还是表现出十分明显的区别，具有更为专一的强大吸附能力特性。

根据活性炭的制作原理，通常情况下活性炭的简单检验：

（1）利用嗅觉的检验方法：将活性炭的小包放入充满异味的冰箱、鞋柜及卫生间内，2～3d气味明显减淡或消失；

（2）最直接简单的检验方法：就是在密封塑料袋内放入一小包活性炭，然后把浓度较高的烟雾或者其他有害气体向塑料袋内注入，观察塑料袋的变化效果，观察1～2min，烟雾开始慢慢变淡，烟雾在10min后被全部吸附，整个塑料袋变得纯净；

（3）科学检验方法：放置活性炭前先检测一下柜子或者抽屉里的有害气体的相对浓度，然后放入活性炭的一小包，7～10d后，重新检测抽屉或者柜子的浓度，从而得出有科学依据的数据，以检测报告单为依据，同样条件下，也可以根据嗅觉进行直观检测。

原理：活性炭的特性是利用物理吸附与化学吸附，经孔径调节工艺的特殊加工处理，使得活性炭的孔隙结构和室内空气中有害气体分子大小相匹配与吻合，这样可以做到完全吸附空气中的有害气体而不是遮盖或者淡化气味，从根本上使得抽屉或者柜子的污染得到彻底的清除。活性炭的吸附能力很强，几乎能够对抽屉或者柜子里空气中所有的有害气体分子进行彻底地吸附，同时活性炭还具有调节居室空间湿度，吸附、催化功能，能够有效地吸附各种有害气体即形成于空气中的浮游细菌，如苯类物、卤代烷烃、醛、酮、酸等有机物的成分，杀灭霉菌、大肠杆菌、黄色葡萄球菌、脓菌等致病菌，抑制流行性病原的传播，具有去毒、吸味、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能。

这些检测试验给现代装饰装修所造成的室内污染解决办法提供依据，因为其污染源挥发甲醛、苯、甲苯、氨气、氡等是一个缓慢释放的过程，甚至将会持续3～15年，开窗通风法、化学喷除法、花卉去除法等只是迅速遮盖或驱散已挥发的有害气体，而不能根本去除缓慢释放的有害气体，而活性炭的吸附过程是一个长效稳定的过程，基本与有害气体的释放过程相吻合，从而达到完全去除的效果。

3 生活中活性炭的检测方法

（1）看厂商所提供的书面指标。活性炭吸附指标有：碘的吸附值的大小和CTC吸附值的大小，活性炭对空气中气体的吸附力是用CTC吸附值来表示的，活性炭脱色能力是用亚甲蓝吸附值来表示的。这些指标的数值越大，说明活性炭的吸附能力就越强。因此大家在购买活性炭的时候可以按照自己的使用情况和结合厂商所提供的这些指标来选购适合自己用途的活性炭。

（2）看活性炭的体积：要想很大程度的提高活性炭的吸附能力，就只有在活性炭的孔隙结构上下功夫，孔隙的数量越多，活性炭的质地就越酥松，相对密度也变得越小，所以手感上比较轻的活性炭是比较好的活性炭，在同样重量的活性炭包装情况下，体积大许多的活性炭性能相比小体积的劣质活性炭要好很多。

（3）看活性炭的脱色能力。活性炭的脱色能力是其吸附能力的另一个表现，活性炭具有神奇能力是能够将有色液体变成浅色或无色的液体，这其实就是因为有色液体里的色素分子被活性炭有效的吸附了。就因为活性炭的这种特性功能，在制糖工业领域中红糖变白糖的生产过程中被广泛应用。取两个相同的透明杯子，在一个杯子里放入纯净水，然后在其中滴入一滴蓝墨水（但是不能使用墨汁和碳素墨水），搅拌均匀后将杯子里的一半有色水倒入另一个杯子中，形成对照组。将活性炭放入任意一个装有有色水的杯子中（加入活性炭的量要达到水的一半或更多，这样能够使得效果比较明显），静置10～20min后和对照组进行对照，在同样环境条件下，水被脱色的效果越明显就说明活性炭吸附性越好。

4 活性炭检测发展的原因

（1）科学技术的进步，对于活性炭的应用要求和领域也在不断拓展，提高其吸附能力的新型活性炭材料的研制，如电子、医药、防辐射用活性炭的应用，备受人们的关注。

（2）社会经济的发展，人们对于生态环境的重视及健康意识的增强，使得大家更加关注自身所处的环境，包括水资源质量的提高和空气环境的净化处理。

（3）活性炭作为一种应用普遍的吸附性能好的多孔炭质吸附材料，在社会必将得到更广、更多的应用，活性炭的检测方法自然也会增加。

因此，很有必要对于活性炭应用方面的理论知识和实际应用技术方面的研究和开发工作，进行归纳分析总结，以期望更好地发挥活性炭的专一性吸附材料的功能，不断开拓其应用领域，促进我国活性炭产业技术和产品的发展。

5 总结

由于活性炭的多项不同的功能、不同的类型、不同的品种和不同的性质，活性炭被很广泛的运用到生活和企业中。随着社会的进步，人们对生活标准要求的不断提高，活性炭的种类同样也增多，为了满足人们的需求与要求，活性炭的检测方法也相应的增多，帮助人们正确选购活性炭。

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TQ460.6

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1004-7344（2016）36-0287-02

2016-12-11