?活性炭加工（如成型活性炭、顆粒活性炭、活性炭纖維等）的核心是通過原料選擇、成型工藝、活化處理等環節，賦予產品特定的孔隙結構、吸附性能、機械強度及化學穩定性，以滿足不同應用場景（如水處理、空氣凈化、工業脫色等）的需求。其結構性能要求需圍繞 “吸附效率”“使用穩定性”“適配性” 三大核心展開，具體如下：
一、孔隙結構：決定吸附能力的核心
活性炭的吸附性能主要依賴其發達的孔隙結構，加工時需通過工藝控制實現孔隙的數量、分布、尺寸與目標污染物的匹配：
比表面積與孔容
比表面積（單位質量活性炭的總表面積）是吸附能力的基礎指標，加工后需達到特定范圍：
氣相吸附用活性炭（如 VOCs 處理）：比表面積≥1000 m2/g（優質產品可達 1500~2000 m2/g）；
液相吸附用活性炭（如污水處理）：比表面積 800~1200 m2/g（過高的比表面積可能因微孔過多導致大分子污染物無法進入）。
孔容（單位質量活性炭的孔隙總體積）需與比表面積匹配，通常控制在 0.5~1.5 cm3/g，孔容過小會限制吸附容量，過大則可能降低比表面積。
孔徑分布
活性炭的孔隙按尺寸分為微孔（＜2nm）、中孔（2~50nm）、大孔（＞50nm），加工時需根據吸附對象的分子大小調控孔徑分布：
吸附小分子物質（如甲醛、硫化氫）：需富集微孔（占比≥70%），微孔是小分子的主要吸附位點；
吸附大分子物質（如染料、腐殖酸）：需增加中孔占比（30%~50%），中孔作為 “通道” 可讓大分子進入并吸附；
大孔主要起 “運輸通道” 作用，占比通常≤10%，但在顆粒活性炭中需保證一定比例（5%~10%），避免微孔被堵塞。
孔隙連通性
加工過程中需避免 “封閉孔” 或 “死孔”（無法與外界連通的孔隙），要求連通孔占比≥90%。例如，通過活化工藝（如蒸汽活化、化學活化）的參數控制（如活化溫度、時間），確保孔隙相互貫通，提升污染物擴散效率。
二、機械強度：保證使用穩定性
活性炭在運輸、裝填、再生等過程中需承受摩擦、擠壓，機械強度不足會導致破碎、粉化，影響使用壽命和設備運行（如過濾器堵塞），加工時需滿足以下要求：
抗壓強度
顆粒活性炭：采用 “球盤法” 檢測，抗壓強度≥90N（Φ3~5mm 顆粒），用于固定床吸附柱的活性炭需≥95N，避免裝填時受壓破碎；
成型活性炭（如柱狀、蜂窩狀）：柱狀活性炭軸向抗壓強度≥15MPa，蜂窩狀活性炭抗壓強度≥0.5MPa（避免氣流沖擊導致結構坍塌）。
耐磨強度
顆粒活性炭：磨損率（通過翻滾試驗測定）≤5%（優質產品≤3%），減少使用過程中產生的粉塵；
活性炭纖維布：耐折強度≥1000 次（180° 反復折疊），避免在過濾設備中因振動、摩擦導致纖維脫落。
抗沖擊性
用于移動設備（如車載活性炭過濾器）的產品，需通過沖擊試驗（如 1000g 樣品從 1m 高度墜落至鋼板），破碎率≤2%，確保在振動環境下穩定使用。
三、化學穩定性：適應復雜環境
活性炭需在酸、堿、高溫或腐蝕性介質中保持結構和性能穩定，加工時需控制化學組成和表面特性：
耐酸堿性能
用于酸性廢水（pH≤3）或堿性廢氣（pH≥11）處理時，在對應環境中浸泡 24 小時后，質量損失率≤3%，且吸附性能下降≤5%；
灰分含量（活性炭中的無機雜質）需≤10%（食品級活性炭≤3%），灰分過高會在酸堿環境中溶解，導致結構破損。
熱穩定性
用于高溫氣體吸附（如煙氣凈化，溫度 100~200℃）時，在工作溫度下烘烤 100 小時后，比表面積下降≤10%，避免孔隙結構因高溫收縮坍塌；
再生用活性炭（如蒸汽再生）需耐受 300~500℃高溫，熱失重率≤5%（每再生一次）。
表面化學特性
根據吸附需求調控表面官能團：
吸附極性污染物（如苯酚、重金屬離子）：需增加表面含氧官能團（如羥基、羧基），通過化學吸附增強親和力；
吸附非極性污染物（如苯系物）：需減少極性官能團，保留更多非極性碳表面，通過范德華力增強物理吸附。
四、形態與尺寸：適配應用場景
活性炭的加工形態需與設備匹配，尺寸精度直接影響裝填密度、壓降和接觸效率：
顆粒活性炭
粒徑分布：同一批次產品粒徑偏差≤10%（如標稱 Φ4mm 的顆粒，90% 以上粒徑在 3.6~4.4mm），避免小顆粒填充在大顆粒間隙導致氣流 / 液流分布不均；
裝填密度：根據設備要求控制在 0.4~0.6 g/cm3，密度過高會增加壓降，過低則吸附容量不足。
柱狀活性炭
直徑與長度：常見直徑 3~10mm，長度為直徑的 1.5~3 倍（如 Φ5mm×10mm），確保在吸附柱中均勻排布，減少氣流短路；
垂直度：軸向偏差≤1°，避免裝填時出現傾斜間隙。
蜂窩狀活性炭
孔格尺寸：常見 1~5mm（六邊形或正方形），孔格壁厚 0.5~1mm，孔格規整度≥95%（無堵塞、變形），保證氣流均勻通過；
整體尺寸：根據設備定制（如 100×100×50mm），平面度≤0.5mm，確保與設備密封貼合。
活性炭纖維
纖維直徑：5~20μm，長度均勻（偏差≤5%），制成濾布時厚度公差 ±0.1mm，保證過濾阻力穩定。
五、衛生與安全：特殊場景要求
用于食品、醫藥、飲用水等領域的活性炭，需額外滿足衛生性能要求：
重金屬含量：鉛≤0.5mg/kg，砷≤0.2mg/kg，鎘≤0.1mg/kg（符合 GB/T 13803.2-1999 等標準）；
微生物指標：菌落總數≤100CFU/g，不得檢出致病菌（如大腸桿菌）；
有機溶劑殘留：生產過程中使用的活化劑（如氯化鋅）殘留量≤0.1%，避免污染被處理介質。