碳
物理性质
性状：黑色无定形粉末或粒状物。
密度（g/mL,20℃）1.8-2.1
熔点（oC）：3652-3697
沸点（oC,常压）：4827
闪点（oC）：>230
自燃点或引燃温度（oC）：900
蒸气压（mmHg, 20oC）：<0.1
溶解性：不溶于任何溶剂。
作用与用途
（1)共价半径为77皮米，离子半径(C4+)16皮米，第一电离能1086.1kJ/mol，电负性2.5。碳原子的价电子数目与价电子轨道数相等，是等电子原子，可以用sp、sp2、和sp3杂化轨道形成4个σ键、碳原子半径小，还能形成p-pπ键，所以碳能形成多重键(双键或叁键)，碳原子自相结合成键的能力很强，所以碳的化合物特别多。金刚石为典型原子晶体，不导电，硬度最大，密度3.51g/cm3，熔点3550℃，沸点4827℃；石墨质软，灰黑色，密度2.25g/cm3，熔点 3652℃，有良好传热和导电性。跟硫在高温下生成二硫化碳。红热的碳跟水蒸气反应生成水煤气(CO和H2)。
（2）高温时可跟许多金属反应生成金属碳化物。高温时有强还原性，可将一些金属或非金属从氧化中还原出来。可被热浓硫酸或热浓硝酸氧化成二氧化碳。室温状态下化学性质稳定。应避免与氧化物、卤素接触。
（3）对各种气体、胶态物质有不同的吸附能。对有机色素及碱性氮化物有高的吸附容量。
性质与稳定性
（1）活性炭主要用于以下几个方面。1.气体净化 例如用活性炭从含有溶剂蒸气的空气中回收溶剂；用活性炭过滤法使空气脱臭；或者用于防毒面具和工业用呼吸器中，以防御有毒物等。2.气体分离 例如从城市煤气中回收苯，从天然气中回收汽油、丙烷和丁烷，用于处理费托合成中的废气，以回收其中的烃类等。3.液相吸附 例如在制糖工业中用活性炭吸附法使糖液脱色，在化学工业中用活性炭使有机物质脱色，用活性炭净化电镀浴中的有机杂质，以保证电镀表面的质量或用于废水脱酚等。4.催化剂或催化剂载体 例如用作工业煤气的脱硫和光气生产的催化剂等。因此，活性炭广泛用于制糖、酒类加工、油脂精制、制药、试剂、治金、净化用水、环境保护、回收溶剂和其他蒸气等各个方面。
（2）用作测定甲醇、锡、硅的还原剂。在许多吸附剂、脱色剂。
（3）.用作橡胶增强剂、颜料（油墨、塑料、涂料用）、干电池用导电剂、催化剂载体及超硬质合金原料等。
（4）.活性炭在水处理中主要用于去除微量的溶解性有机物、色度、臭味及微量重金属离子。在城市污水及工业废水的深度处理中，主要去除难以生物降解或化学氧化的少量有机物、细菌、病菌、有害微生物、化学污染物（酚、氰、DDT、ABS等）、恶臭、异味和颜色、重金属离子（如汞、铬、镉、砷、铅、镍）等。活性炭的用途可按粉状炭和粒状炭分别介绍如下。
粉状炭（PAC） 粉状炭为10～50μｍ的颗粒，在给水处理中一般与澄清处理结合使用。它和絮凝剂一起连续加入水中，炭进入絮体，然后随絮体从水中排出。使用循环澄清池效果较好，采用泥渣层澄清池（脉冲澄清池）效果更好。在废水处理中可将粉状活性炭投加到生物处理过程的出水中，或直接投加到各生物处理过程中，然后经沉淀或过滤将炭粒除去。在活性污泥法的处理过程中，可直接将粉状活性炭投加到曝气池中。实践证明，这对去除某些难以处理的溶解性有机物是有效的。
粒状炭（GAC） 粒状炭的粒径为0.8～0.9mm，在给水处理中粒状炭作为滤床的滤料，活性炭的主要作用是吸附水中的有机物，同时具有催化和过滤作用。滤床可以是固定床，也可以是移动床或流化床，这些均属于动态吸附操作，可以实现连续运行。还有一种是将活性炭投加到被处理的水中，经过一定时间的混合搅拌，使吸附达到平衡，然后用沉淀或过滤方法使水和吸附剂分离，该形式属静态吸附操作，只能是间歇式运行。
活性碳纤维 一种以有机纤维（纤维素纤维、聚丙烯腈纤维、酚醛树脂纤维及聚乙烯醇纤维等）为原料，经炭化和活化制成的活性碳纤维，是20世纪70年代开发的新产品。活性碳纤维以其特有的微孔结构、巨大的比表面，及所具有的多种官能团，通过物理吸附、化学吸附及物理和化学吸附等方式，较活性炭更有效地去除废水中的多种污染物质。另外，活性碳纤维由于只有微孔，没有过渡孔和大孔，且孔径分布比较均匀，微孔范围在0.5～1.4nm。用活性碳纤维对恶臭物丁基硫醇的吸附容量比粒状活性炭约高40倍，其他物质约高1.5～2.0倍。
合成方法
（1）活性炭是用木屑、枝丫、木炭、果壳、煤等原料，通过炭化和活化制成。含碳材料先在隔绝空气条件下加热处理，除去挥发分（水分和一部分焦油），形成大孔炭料，进一步活化的方法有两类：1.蒸汽、气体活化较常用的活化剂是二氧化碳和水蒸气。2.化学活化法 活化剂是碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐等，它们能在高温放出气体（例如二氧化碳、氧气）；也可用硝酸、硫酸、磷酸等酸类氧化剂。用氯化锌浓溶液处理炭料的方法也得到了广泛应用。
（2）以天然气和石油馏分为原料，在耐火室内采取紊流扩散进行部分燃烧。
（3）将普通木炭研细并用12～15筛孔的筛子过筛，在坩埚中灼烧1h以除去树脂类物质，用4mol/L的硝酸浸泡（ pH≤1 ） 充分，煮沸1min，趁热过滤，用水洗涤后，重新与水共沸1h，然后在
110℃下干燥，最后在密闭坩埚中于500 ～600℃下煅烧30 min,重复用硝酸浸泡，水洗，110℃干燥，500～600℃下煅烧1h，抽出气体，冷却后通入干燥空气，即可制得活性炭。
贮存方法
储存于密闭容器内，放在阴凉、干燥处，远离火源、氧化剂。
毒理学数据
活性炭无毒无味
生态学数据
通常对水无危害。
计算化学数据
1、 疏水参数计算参考值（XlogP）：0.6
2、 氢键供体数量：0
3、 氢键受体数量：0
4、 可旋转化学键数量：0
5、 互变异构体数量：
6、 拓扑分子极性表面积（TPSA）：0
7、 重原子数量：1
8、 表面电荷：0
9、 复杂度：0
10、 同位素原子数量：0
11、 确定原子立构中心数量：0
12、 不确定原子立构中心数量：0
13、 确定化学键立构中心数量：0
14、 不确定化学键立构中心数量：0
15、 共价键单元数量：1
安全信息
安全标识：S22 S24/25
