250px-Activated_Carbon.jpg  

活性炭主成分除了以外還有元素。活性炭在結構上由於微晶碳是不規則排列,在交叉連接之間有細孔,在活化時會產生碳組織缺陷,因此它是一種多孔碳,堆積密度低,比表面積大。300px-Aktivkohlerp.jpg  

活性炭的孔隙半徑大小可分為:

  • 大孔:半徑 > 20 000nm
  • 過渡孔:半徑150 ~20 000nm
  • 微孔:半徑 < 150nm

活性炭的成品有:粉末炭造粒炭破碎炭

歷史

20世紀初活性炭作為專利被發明之前,歷史上有文獻記載與許多提法的更多的是關於木炭應用的歷史。

公元前3750年,已知最早使用木炭的是埃及人和蘇美爾人。

公元前1550年,古埃及有木炭作為醫用的記載。

希臘醫生希波克拉底(Hippocrate)(公元前460-359)和普林尼用木炭治療羊癲瘋炭疽

公元前450年,最近的研究的腓尼基商船沉船表明,飲用水被儲存在燒焦的木製桶里。是歷史上一直到18世紀海上飲用水的儲存方法。

同一時期,印度教宗教文件中還提到利用沙子和木炭過濾和淨化飲用水。

157年,克勞迪烏斯醫療論文中提到了蔬菜動物來源製備的木碳,用於治療多種疾病。

中國明代李時珍(公元1518-1593年)所編著的本草綱目中提及木炭用於治療疾病。

1773年,舍勒通過大量實驗發現木炭的吸附能力並且可以吸附各種氣體

1777年,報導了木炭熱效應與吸附氣體的能力,導致後來的「冷凝吸附理論」 的提出。

1785年,舍勒研究了木炭吸附氣體,其吸附能力從蒸氣到一系列的有機化學物質以及各種水溶液中使用木炭脫色,特別是生產酒石酸的商業應用。 這似乎是第一次系統地考慮到在液相上木炭的吸附。

在這個時候,製糖行業一直在尋找一種有效的糖漿脫色的方法。但是,木材木炭在這個時候並沒有特別有效的發揮這一作用,大概是因為孔隙度開發的程度尚未達到糖漿脫色所用木炭的程度的要求。

1794年,英國一家糖廠成功的生產出使用木炭脫色的糖漿。

1805年,法國利用木炭脫色第一次大規模生產使用甜菜製備的糖漿。

1805年至1808年,Delessert在甜菜釀酒中成功的使用木炭脫色。

1815年,大部分製糖行業已轉用顆粒狀骨炭作為脫色劑

1822年,Bussy表明,影響活性炭脫色性能的除了固有的原始材料,還取決於熱加工和顆粒大小的成品。他表明,炭化過高溫度或過長,降低了吸附性能和孔隙度,雖然他沒有辦法衡量這一因素。 這是第一次記錄活性炭生產的熱和化學過程。

1841年,斯加登在加熱再生的骨碳之前系統化的使用鹽酸酸洗。這有效地消除了礦物鹽吸附的碳。他還介紹了在德國的第一個連續立窯生產以及再生骨碳的過程。

1854年,豪斯介紹了成功應用於倫敦下水道系統過濾器中去除蒸氣和氣體中的雜質的碳。

1862年,Lipscombe製備出了使用碳淨化的飲用水

1865年,獵人發現了使用椰子殼為原料的炭具有很好的氣體吸附性能。

1881年,凱澤爾首次使用'吸附'這個詞來形容吸收氣體的碳。

1901年,Raphael von Ostrejko發明以金屬氯化物炭化植物源原料或用二氧化碳水蒸氣炭化材料反應製造活性炭,並先後取得英國和德國專利。

1911年,奧地利的一家工廠生產出活性炭,商標名稱為Eponit 。

1914年至1918年,第一次世界大戰毒氣體進入戰場,顆粒活性炭作為吸附劑得到規模化大量生產用於軍事用途的防毒面具

1918後18年,戰時發展大規模嚴密控制生產活性炭導致戰後活性炭商業化生產及應用。在歐洲製造活性炭的新原料取得了很大進展。 椰子,杏仁殼氯化鋅,生產出的活性炭具有較高的機械性和吸附氣體和蒸氣的能力。

1935-1940年,在捷克斯洛伐克通過木屑氯化鋅活化生產活性炭,用於回收揮發性溶劑和清除苯煤氣

活化方法

主要活化方法:

  1. 木炭、果殼炭、等原料經造粒後,在1000℃下用水蒸氣、二氧化碳、進行活化的氣體活化法。
  2. 乾燥後的原料用氯化鋅溶液浸漬,混合,在500~700℃下加熱,進行碳化或活化,稱為藥劑活化法。

活性炭是疏水性的吸附劑,具有對非極性物質有選擇性吸附的特性,還具有由碳表面的官能團產生的催化作用和碳本身作為反應物質的性質。關於它的反應機理現在還有許多不清楚的地方。

活性炭的吸附性減弱後,可以再生。把活性炭置於容器里,通入一定壓強的水蒸氣,然後在一定量氧氣存在下,加熱到400 ℃,以除掉表面上的吸附物質。

 

 

目前醫院用的活性炭,長這樣:

Carbomix_granules.jpg  

為何會突然提到活性炭呢?

因為要告訴你,活性炭能處理的毒物其實沒有你想像的多,例如喝強酸或是強鹼,活性炭是不會有用處的,

另外對氰化物、鐵鹽、鋰鹽、甲醇、乙醇和乙二醇吸附力差。這些都併用特殊之解毒劑:

 

毒物

特殊解毒劑

氰化物

亞硝酸鈉

鐵鹽

Deferoxamine

鋰鹽

Calcium polystyrene sulphate

甲醇

乙醇

乙二醇

乙醇

 

對許多中毒病例常必須併用活性炭和其特殊解毒劑,以達到確實解毒效果(如嚴重paracetamol中毒,須併用N-acetyl N-acetyl cysteine效果更佳)

有個簡單法則可以記一下活性碳的禁忌:ALICE

 

Acid, airway unprotected 
Lithium and potassium
iron
caustic, cyanide and camphor
ethanol

 

 

 

N acetylcysteine對Acetaminophen的中毒治療

arrow
arrow
    全站熱搜

    快樂小藥師 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()