微觀結(jié)構(gòu)看凈水活性炭的性能

目前在工業(yè)規(guī)模上，最優(yōu)質(zhì)的 粒狀活性炭始終來自于椰殼原料，經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，對亞微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識竟然就是椰殼制活性炭展示在我們面前的最重要仿生學(xué)啟示。這里先看椰殼凈水活性炭的情況。 椰殼的亞微觀結(jié)構(gòu)源于它的細(xì)胞組織狀況。同一切植物體一樣，它是由無數(shù)大小為幾十微米的植物細(xì)胞緊密堆積而成的。其最致密部分為細(xì)胞壁，椰殼中的細(xì)胞壁比一般木質(zhì)細(xì)胞壁要厚些，一般木質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞壁只占活細(xì)胞體積的8%左右，而在椰殼中它高達(dá)14%左右。然而，這還不是凈水活性炭強度特高的最主要關(guān)鍵，此細(xì)胞壁是由多層交疊的微纖維構(gòu)成;各層中的微纖維按照相互垂直的方向排列，層復(fù)一層，多層相疊，猶如木膠合板的結(jié)構(gòu)，這就增加了強度。這些微纖維的直徑多為0.02μm，長度為幾個微米，而且它具有很高的抗拉強度，經(jīng)測，可高達(dá)100kg/mm2，而一般碳素鋼的相應(yīng)值僅為40kg/mm2。這種高抗拉性源于它很高的密度及分子排列的高度取向性。有人通過X-射線衍射法證實了這種高取向性。這種分子取向性在適宜的升溫條件下可轉(zhuǎn)化為碳原子排列的取向性，形成類似于碳纖維的高強度特性。  原子排列整齊的碳微晶化學(xué)活性較低，在活化過程中不易被活化，因而可以較少被觸動;亦即可較多地保留其原有的強度。而被它們包在其中的，由木質(zhì)素、半纖維素、類脂物、蛋白質(zhì)、果膠等轉(zhuǎn)化形成的炭則較易被活化，這就形成了在細(xì)強固的腔狀外殼連續(xù)體所支撐包嵌著的無數(shù)高度活化的核心。眾多的這種復(fù)合單元組成了一個體系，這就是強度活性兼?zhèn)涞膬羲钚蕴款w粒。