少年科學粉每日一題｜凈化空氣和水質，還能除甲醛！活性炭到底有多神奇？

撰文／曲建翹

本文節選自《知識就是力量》雜誌

活性炭製品已進入我們生活的方方面面，如新裝修過的房子、冰箱內等，但是大家知道活性炭為什麼有如此神奇的效果嗎？活性炭在我們生活中到底有哪些應用呢？

什麼是活性炭？

活性炭是一種含炭材料製成的，外觀呈黑色，內部是多孔隙結構，有發達的表面積。每克炭的總面積可達500~1000平方米，是一種常見的吸附劑、催化劑和載化劑載體，是一種國際公認的高吸附材料。

隨著科技的發展，科學家們研發出了具有更高性能的新型活性炭：

藥用活性炭。它是一種新型活性炭，主要用於製藥過程中溶液的脫色和吸附溶液中的雜質、小分子和重金屬，是去除熱源最常用的手段。

球狀活性炭。球形活性炭的微孔的孔隙容積一般為0.25~0.9mL/g，其比表面積為500~2000m2/g。球形活性炭與多孔聚胺酯泡沫的複合結構可作為化學過濾器，用於吸附氣體中的小分子雜質。其優點是高效過濾、自身粉塵釋放量低。此過濾器是高效潔凈空氣的首選。

活性炭有哪些「神功」？

1製作防毒面具

第一次世界大戰（1915年）期間，在歐洲戰場上，德國軍隊與英法聯軍勢均力敵、在陣地上僵持不下。這時，德軍使用了一種有毒氣體——氯氣作為武器（氯氣是一種黃綠色的氣體，有劇烈窒息性），該氣體順著風向吹向英法聯軍，給英法聯軍造成很大的傷亡。這也是世界上首次使用毒氣作為生化武器投入戰場。

此時，歐洲各國科學家絞盡腦汁地研製應對該化學武器的方法。他們通過觀察發現，在戰爭中有大量的動物死於氯氣，而唯獨野豬奇蹟般地存活了。經過多次的實驗，科學家發現一種現象，當施放氯氣時，小豬就會用鼻子拱地，使其土質鬆軟，並把鼻子和嘴巴深深地插進泥土中，而且土質越鬆軟過濾氯氣的效果越好。因此，科學家利用此原理研製出了豬鼻子造型的內置活性炭防毒面具。

至今，人們仍在使用防毒面具，只是隨著科技的發展，防毒面具的造型和性能更加完美、濾毒罐內的材料選擇變多，過濾效果更好。但是，防毒面具必不可少的過濾器材料仍為活性炭。

從安全衛生的角度來講，從事煤炭、化工、有毒有害作業的從業人員，必須配備防毒面具，做到會使用、會保養防毒面具，並在緊急情況下能夠立即投入使用防毒面具，如2003年爆發SARS病毒時，人們廣泛使用了活性炭口罩。

2凈化水質

活性炭能有效地吸收水中含有的各種有機物、色素、異味等，加入銀離子的活性炭（碳氈、碳布）能有效地防止細菌在活性炭層里繁殖和生長，從而保證活性炭層不會成為細菌生長的溫床，同時也提高活性炭過濾和吸收雜質的能力。在污水處理廠、對海洋上油污泄漏的處理等，均可見到活性炭的身影。

3凈化空氣

一個成年人每天要呼吸約2萬次，吸入大約1萬升的空氣，重量約13.6千克，因此空氣是否清潔對人體健康十分重要。霧霾天氣時，市場上頻繁宣傳各種空氣凈化器等，其品種繁多，造型各異，價格不等，其實，說白了空氣凈化器的核心部件都離不開活性炭。

顯微鏡下的活性炭

4其他效用

活性炭可吸附裝飾性材料散發的甲醛、氨、苯、甲苯、揮發性有機化合物等氣體，又可防蛀、防霉，也可用於魚缸中的凈水、去氯、消毒等；也可去除室內異味，如辦公室、空調間、影劇院和一些木、竹傢具的異味等。

活性炭在各學科領域中的廣泛應用遠遠超過我們的想像，也許在不久的將來，還會研究出活性炭的更多應用，神奇的的活性炭也許在將來會更加神奇。

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