活性炭是一種具有物理和化學(xué)性質(zhì)的多孔材料,廣泛應(yīng)用于吸附、凈化和催化等領(lǐng)域,。以下是其性質(zhì)的詳細(xì)分析:?1
1.?物理性質(zhì)?
- ?多孔結(jié)構(gòu)?
:活性炭具有發(fā)達(dá)的微孔,、中孔和大孔結(jié)構(gòu),。微孔(<2nm)占其表面積的95%以上,,是吸附的主要場所;中孔(2-50nm)為較大分子提供通道,;大孔(>50nm)則作為吸附質(zhì)分子進(jìn)入內(nèi)部的快速通道,。
- ?巨大比表面積?
:活性炭的比表面積通常在500-1500m2/g,甚至高達(dá)3500-5000m2/g,,這使其具有的吸附能力,。
- ?疏水性?
:活性炭是一種疏水性吸附劑,能夠有效吸附非極性物質(zhì),。
2.?化學(xué)性質(zhì)?
- ?化學(xué)穩(wěn)定性?
:活性炭在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,,耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,,并能經(jīng)受高溫和水浸而不被破壞,。
- ?表面官能團(tuán)?
:活性炭表面含有羰基、羧基,、酚類等官能團(tuán),,這些基團(tuán)使其具有化學(xué)選擇性吸附能力,例如對堿性或酸性物質(zhì)的吸附,。
- ?可燃性與還原性?
:在高溫下,,活性炭表現(xiàn)出可燃性和還原性,例如與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳,,或與金屬氧化物反應(yīng)生成金屬單質(zhì)和二氧化碳,。
【檢查】酸堿度 取本品2.5g,加水50ml,,煮沸5分鐘,,放冷,濾過,,濾渣用水洗滌,,合并濾液與洗液使成50ml;濾液應(yīng)澄清,,遇石蕊試紙應(yīng)顯中性反應(yīng),。
氯化物 取酸堿度項下的濾液10ml,加水稀釋成200ml,搖勻,;分取20ml,依法檢查(通則0801),,與標(biāo)準(zhǔn)氯化鈉溶液5.0ml制成的對照液比較,,不得更濃(0.1%)。
硫酸鹽 取酸堿度項下剩余的濾液20ml,,依法檢查(通則0802),,與標(biāo)準(zhǔn)硫酸鉀溶液5.0ml制成的對照液比較,不得更濃(0.05%),。
未炭化物 取本品0.25g,加氫氧化鈉試液10ml,,煮沸,,濾過,;濾液如顯色,,與對照液(取比色用氯化鈷液0.3ml,比色用重鉻酸鉀液0.2ml,,水9.5ml混合制成)比較,不得更深,。
硫化物 取本品0.5g,,加水20ml與鹽酸5ml,煮沸,,蒸氣不能使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變黑,。
取本品5g,至蒸餾瓶中,,加水50ml與酒石酸2g,,蒸餾,餾出液用置于冰水浴的吸收液吸收,,吸收液為氫氧化鈉試液2ml和水10ml,,蒸餾出約25ml餾出液,加水稀釋至50ml,,加入12滴硫酸亞鐵試液,,加熱至幾乎沸騰,,放冷,加鹽酸1ml,,溶液應(yīng)不變藍(lán),。
乙醇中溶解物 取本品2.0g,加乙醇50ml煮沸回流10分鐘,,立即濾過,,濾液用乙醇稀釋至50ml,取濾液40ml,,105℃干燥至恒重,,遺留殘渣不得過8mg,。
熒光物質(zhì) 取本品10.0g,,至蒸餾瓶中,加入100ml環(huán)己烷,,蒸餾2小時,,餾出液用環(huán)己烷稀釋至100ml,作為供試品溶液,。取奎寧對照品,,精密稱定,加0.005mol/L的硫酸溶液溶解并定量稀釋制成每1ml中含奎寧83ng的對照品溶液,,取上述對照品和供試品溶液置紫外光燈(365nm)下檢視,,供試品溶液產(chǎn)生的熒光應(yīng)不得強(qiáng)于對照品溶液。
酸中溶解物 取本品1.0g,,加水20ml與鹽酸5ml,,煮沸5分鐘,濾過,,濾渣用熱水10ml洗凈,,合并濾液與洗液,加硫酸1ml,,蒸干后,,熾灼至恒重,遺留殘渣不得過8mg,。
干燥失重 取本品,,在120℃干燥至恒重,減失重量不得過10.0%(通則0831),。
熾灼殘渣 取本品約0.50g,,加乙醇2~3滴濕潤后,依法檢查(通則0841),,遺留殘渣不得過3.0%,。
鐵鹽 取本品1.0g,加1mol/L鹽酸溶液25ml,煮沸5分鐘,,放冷,,濾過,用熱水30ml分次洗滌殘渣,,合并濾液與洗液加水至100ml,,搖勻;精密量取5ml,,置50ml納氏比色管中,,依法檢查(通則0807),與標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液1.0ml制成的對照液比較,,不得更深(0.02%),。
鋅鹽 取本品1.0g,加水25ml,,煮沸5分鐘,,放冷,濾過,,用熱水30ml分次洗滌殘渣,,合并濾液與洗液,加水至100ml,,搖勻,;精密量取10ml,置50ml納氏比色管中,,加抗壞血酸0.5g,,加鹽酸溶液(1→2)4ml與亞鐵試液3ml,加水稀釋至刻度,,搖勻,,如發(fā)生渾濁,與標(biāo)準(zhǔn)鋅溶液[精密稱取硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)44mg,,置100ml量瓶中,,加水溶解并稀釋至刻度,搖勻,,精密量取10ml,,置另一100ml量瓶中,加水稀釋至刻度,,搖勻,,即得。每1ml相當(dāng)于10μg的Zn]0.5ml用同一方法制成的對照液比較,,不得更濃(0.005%),。
重金屬 取本品1.0g,,加稀鹽酸10ml與溴試液5ml,煮沸5分鐘,,濾過,、濾渣用沸水35ml洗滌,合并濾液與洗液,,加水至50ml,,搖勻;分取20ml,,加酚酞指示液1滴,,并滴加氨試液至溶液顯淡紅色,加醋酸鹽緩沖液(pH3.5)2ml與水適量至25ml,,加抗壞血酸0.5g溶解后,,依法檢查(通則0821第一法),5分鐘時比色,,含重金屬不得過百萬分之三十,。
吸著力 (1)取干燥至恒重的本品1.0g,,加0.12%硫酸奎寧溶液100ml,,在室溫不低于20℃下,用力振搖5分鐘,,立即用干燥的中速濾紙濾過,,分取續(xù)濾液10ml,加鹽酸1滴與鉀試液5滴,,不得發(fā)生渾濁,。
(2)取兩個100ml具塞量筒,一筒加干燥至恒重的本品0.25g,,再分別精密加入0.1%亞甲藍(lán)溶液各50ml,,密塞,在室溫不低于20℃下,,強(qiáng)力振搖5分鐘,,將兩筒中的溶液分別用干燥的中速濾紙濾過,精密量取續(xù)濾液各25ml,,分別置兩個250ml量瓶中,,各加10%醋酸鈉溶液50ml,搖勻后,,在不斷旋動下,,精密加碘滴定液(0.05mol/L)35ml,密塞,,搖勻,,放置,,每隔10分鐘強(qiáng)力振搖1次,50分鐘后,,用水稀釋至刻度,,搖勻,放置10分鐘,,分別用干燥濾紙濾過,精密量取續(xù)濾液各100ml,,分別用硫代硫酸鈉滴定液(0.1mol/L)滴定,。兩者消耗碘滴定液(0.05mol/L)相差不得少于1.4ml。
微生物限度 取本品,,依法檢查(通則1105與通則1106),,每1g供試品中需氧菌總數(shù)不得過103cfu,霉菌和酵母菌總數(shù)不得過102cfu,,不得檢岀大腸埃希菌,;每10g供試品中不得檢出沙門菌。
細(xì)菌內(nèi)毒素 活性炭所含內(nèi)毒素本底值 稱取約75mg活性炭,,加入約5ml細(xì)菌內(nèi)毒素檢查用水配置成活性炭濃度為1.5%(1.5g/100ml)的混合溶液,,漩渦混合9分鐘,然后1500轉(zhuǎn)離心5分鐘,,離心后,,取上清液用0.22μm無熱原濾膜過濾,取續(xù)濾液依法檢測(通則1143),,樣品細(xì)菌內(nèi)毒素應(yīng)小于2EU/g,。
活性炭對細(xì)菌內(nèi)毒素吸附力 取細(xì)菌內(nèi)毒素國家標(biāo)準(zhǔn)品1支,按使用說明書配制成濃度為200EU/ml,,20EU/ml的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)毒素溶液備用,,稱取約75mg活性炭兩份,分別加入約5ml濃度為200EU/ml和20EU/ml的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)毒素溶液配制成活性炭濃度為1.5%的混合溶液,,漩渦混合9分鐘,,1500轉(zhuǎn)離心5分鐘,離心后,,取上清液用0.22μm無熱原濾膜過濾,,取續(xù)濾液依法檢測(通則1143),應(yīng)能使200EU/ml,,20EU/ml的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)毒素溶液內(nèi)毒素含量均下降2個數(shù)量級(吸附率達(dá)到99%),。