活性炭的晶體結(jié)構(gòu)

活性炭由已石墨化的活性炭微晶和活性炭原料中未石墨化的非晶炭質(zhì)構(gòu)成活性炭的基本炭質(zhì)，并由這些炭質(zhì)與炭微晶相互連接構(gòu)筑成活性炭的塊體和空隙結(jié)構(gòu)?；钚蕴客ǔ１徽J(rèn)為是無定形炭，又被認(rèn)為是屬于微晶類的炭系。X射線衍射分析表明，活性炭的結(jié)構(gòu)中更包含有石墨微晶，這些微粒是尺寸為1~3nm的結(jié)晶。根據(jù)賴?yán)?/span>X射線分析數(shù)據(jù)，除了石墨微晶外，活性炭還含有1~3個無定形炭，并且還有雜原子，由石墨微晶和無定形炭所構(gòu)成的多相物質(zhì)決定著活性炭獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。

在石墨結(jié)構(gòu)中，碳原子以SP2雜化成鍵，剩余的一個p軌道相互平行重疊，形成大π鍵而形成石墨的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，平面網(wǎng)狀之間平行而規(guī)律性地排列著，形成規(guī)整的三維結(jié)構(gòu)，其中C-C鍵的長度為1.42A，面網(wǎng)間距為3.35A，其結(jié)構(gòu)如圖所示，所以石墨具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱和潤滑性能等特性。

活性炭屬于一種無定性炭（如木炭、炭黑、焦炭），但與活性炭最初的原料如木材和果殼等相比，活性炭原料經(jīng)炭化、活化等過程后，其中部分碳原子之間已形成了微晶炭（活性炭的基本結(jié)晶），其面網(wǎng)結(jié)構(gòu)域石墨類似，但在層片大小、層面內(nèi)碳原子的六角形排列的完善度、平面化程度以及層間距等方面與石墨比較存在著不同程度的差異。除微晶炭外，活性炭前軀體經(jīng)炭化、活化等過程后仍然有部分未晶化的炭，活性炭被認(rèn)為是由微晶群和其他未組成平行層的單個網(wǎng)狀平面以及無規(guī)則炭組成的多相物質(zhì)。

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