微觀結構看凈水活性炭的性能

目前在工業規模上，最優質的 粒狀活性炭始終來自于椰殼原料，經過比較發現，對亞微觀結構的認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啟示。這里先看椰殼凈水活性炭的情況。 椰殼的亞微觀結構源于它的細胞組織狀況。同一切植物體一樣，它是由無數大小為幾十微米的植物細胞緊密堆積而成的。其最致密部分為細胞壁，椰殼中的細胞壁比一般木質細胞壁要厚些，一般木質細胞的細胞壁只占活細胞體積的8%左右，而在椰殼中它高達14%左右。然而，這還不是凈水活性炭強度特高的最主要關鍵，此細胞壁是由多層交疊的微纖維構成;各層中的微纖維按照相互垂直的方向排列，層復一層，多層相疊，猶如木膠合板的結構，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，經測，可高達100kg/mm2，而一般碳素鋼的相應值僅為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，由木質素、半纖維素、類脂物、蛋白質、果膠等轉化形成的炭則較易被活化，這就形成了在細強固的腔狀外殼連續體所支撐包嵌著的無數高度活化的核心。眾多的這種復合單元組成了一個體系，這就是強度活性兼備的凈水活性炭顆粒。