活性炭是具有孔隙结构发达、比表面积大、选择性吸附能力强的炭材料。在一定条件下,对液体或气体中的某一或某些物质进行吸附脱除、净化、精制或回收,实现产品的精制和环境的净化。
活性炭主要是以木炭、木屑、各种果壳(椰子壳、杏壳、核桃壳等)、煤炭和石油焦等高含碳物质为原料,经炭化活化而制得的多孔性吸附剂。活性炭基本上是非结晶性物质,它由微细的石墨状结晶和将它们联系在一起的碳氢化合物部分构成,其固体部分之间的间隙形成孔隙,赋予活性炭所特有的吸附性能。
由于表面存在化学官能团、表面杂原子以及化合物,这些决定了活性炭的便面化学性质而表面化学性质对于活性炭的吸附性能起到很重要的影响。不停的表面官能团、杂原子、化合物对不同的吸附质有明显的吸附差别,所以研究活性炭的表面官能团,对其使用功能有很大帮助。
活性炭属于非极性吸附剂,由于它的疏水性,在水溶液中只能吸附各种非畸形有机物质,但是不具有吸附极性溶质的功能。通过表面官能团的引入和改性,使其具有更丰富的吸附特性。一般来说,活性炭表面含氧官能团中酸性化合物容易吸收极性化合物,而碱性化合物则易吸附极性较弱或非极性物质。
通过表面官能团的改性,改变其对吸附质的吸附行性能,增加其表面官能团的极性,可以增加其对极性物质的吸附能力。相应的增加活性炭表面的非极性,其对非极性物质的吸附能力也得到增加。所以通过改变活性炭的表面化学性质,可以使其具有更强大、更全面的吸附功能。
作为吸附剂的活性炭,发展到今天,其吸附性能或催化性能已经扩展到更为广泛的领域,其用途也更为广阔。