活性炭是一種比表面積大，且具有很強吸附和脫色能力的炭素材料。早在19世紀，人們就利用它對糖、酒及水等進行脫色、去味。到20世紀90年代，活性炭在污水處理、有機溶劑濃縮回收、空氣凈化及其他環境保護、黃金提取等領域得到廣泛應用。

活性炭外觀呈粉狀、粒狀或丸狀，具有無定形、多孔結構，孔內表面積很大，對氣體具有良好的吸附作用。它通常由木材、硬果殼（如椰子殼）或獸骨等經干餾，并用過熱蒸汽在高溫（800 - 900℃）下處理而得。活性炭具有很高的微孔度，1克活性炭大約可提供600 - 1200平方英尺的表面積，換句話說一小勺的活性炭就能“壓縮”整套房那么大的面積！

活性炭的主要特點

活性炭的主要特點就是多孔結構，比表面積大，有吸附性

活性炭種類繁多，可根據尺寸、制備方法和工業應用，進行廣泛分類：粉狀活性炭（RI，PAC）、粒狀活性炭（GAC）、珠狀活性炭（BAC）、擠壓活性炭（EAC）、浸漬活性炭和聚合物涂層活性炭、活性炭纖維（ACF）。按照原料來源，可分為木質活性炭、礦物質原料活性炭、其它原料活性炭以及再生活性炭。按照活化方法可分為化學法活性炭（化學炭）、物理法活性炭、化學－物理法活性炭、物理－化學法活性炭。

活性炭的發展

18世紀末到19世紀初，活性炭的研究方向就是作為脫色劑，主要用于制糖業的糖漿脫色

1911年，奧地利Fanto Works公司銷售批工業生產的活性炭“Eponit”（商品名），他們采用von Ostrejko氣化方法由木材制造Eponit，用作制糖業的脫色劑。

在次世界大戰中活性炭迎來了它的高光時刻。當時以哈伯為首的德國化學家研制用于戰場的毒氣，1915年4月22日，德國在第二次伊普爾之役用氯氣攻擊法國、加拿大和阿爾及利亞聯軍。之后兩軍相互使用并研發新型的毒氣，其中以芥子氣、光氣、氯氣為主。在美國Chaney領導下，一個小組研究生產防毒面具罐用吸附劑，通過用氯化鋅活化木屑，開發出具有足夠吸附能力，并且對通過呼吸器濾罐的空氣流具有較低阻力的顆粒狀活性碳。很快，顆粒活性炭作為吸附劑得到了規模化生產，用于制造軍事用途的防毒面具濾毒罐。

上世紀70年代的波蘭MUA防毒面具，管道連接的濾毒罐里面填充了活性炭

一戰時活性炭的大規模生產促進了它在戰后的商業化應用。在歐洲制造活性炭的新原料取得了長足進展，加入椰子、杏仁殼及氯化鋅生產出的活性炭具有較高機械性和吸附性。

自20世紀中期起，活性炭材料開始向著“高吸附，大比表面積（≥2500㎡/g），多形態（粉狀、球狀、顆粒狀等），高強度，低成本”方向邁進，并被廣泛用于空氣凈化、溶劑和貴重金屬精制與回收、食品保鮮、醫藥精制、血液凈化、防毒面具、放射性物質防護等領域，并取得了令人滿意的效果，同時實現了大規模工業化生產。

如今，活性炭大市場在市政水凈化行業

美國環保署制定的飲用水有機污染指標中，活性炭是其中80%污染物行之有效的處理方法。在聚氯乙烯（PVC）管水過濾系統中，活性炭是核心組分。該系統由卵石、棕櫚、棕櫚纖維、明礬、活性炭（AC）、礫石、氯（Cl2）、光滑的沙子組成， 每種成分均用海綿過濾器分開，以將其固定在特定位置。

具有活性炭和其他成分的水過濾系統

拋開脫色、吸附、凈化這些基本應用，

01、空氣分離、富集氧氣

化學工業中存在的主要問題之一是如何從空氣中**分離出氧氣，用活性炭特異性吸附以實現氧氣分離的研究早有報道。如通過化學蒸氣沉積法對活性炭的孔徑進行定向調控，制備成具有分子篩性能、孔徑均勻分布的活性炭，對空氣中氧氣進行分離富集。該技術在國外已有商業化應用。

02、儲能材料

鋰離子電池通過使用活性炭作為負極材料，代替充電反應存在問題的金屬鋰負極，保留了一次鋰電池（原電池，不能充電）能量密度大、電壓高的優點，同時大大提高了循環使用壽命和安全性能，形成性能優良的二次鋰電池（可充電）。

03、催化劑載體

作為催化劑的金屬或金屬氧化物是因具備活性中心才有催化活性，而結晶缺陷又是活化中心能夠存在的主要原因。活性炭因為結晶缺陷的存在，可作為催化劑廣泛應用，特別是在煙道氣脫硫、光氣氧化、氯化二氰的合成、臭氧分解及電池中氧的去極化等氧化還原反應中。同時，由于具有大的內表面積，活性炭還是理想的催化劑載體，尤其是在光催化劑負載領域，通過活性炭負載光催化劑并將之用于有機廢氣的降解將是今后發展的重要方向。

“相貌平平”的活性炭，內部卻別有洞天，吸引著一批又一批的科學家在這塊黑土地上深耕細作，通過不斷的改性和調整，做出更有價值的活性炭產品，更好地服務人類社會。