紫金炭雕与环保．1
前言：现在大多数人还不了解紫金炭雕，宣传的很好，但是管不管用是不是像宣传的效果那么好
今天我们一块走进紫金炭雕，走进活性炭
1、活性炭是什么
活性炭是由含碳材料制成的外观黑色、内部孔隙发达、比表面积大、吸附能力的一类微晶质碳。它不同于普通炭（非晶体），也不同于晶体碳（如石墨、金刚石）。过去只有粉末状（直径≤0.18mm）与颗粒状（直径≤8mm）两类。由于没有大块活性炭，所以使其应用受到很大的局限。
2、 活性炭是怎么制成的
大家知道，普通炭是由木材在高温下生成的（木炭、煤）。而活性炭是将含碳材料（如木质、果壳果核、煤质、石油沥青、石油焦质、纤维质），经粉碎、筛选后，放在炭化活化炉内进行高温真空催化或化学催化，使碳表面与内部生成大量的相互串通的小孔，形成纵横交错的蜂窝状结构，再经过酸（或碱）洗、水洗、烘干而制成的。
3、 活性炭结构有什么特点
在结构上有两大特点：一是内部与表面孔隙发达。由孔隙直径大小分为三类：大孔（φ＞50nm），约占总孔容积的8％；微孔（φ＜2nm）约占总孔容积的85％；中孔又称过渡孔（2nm≤φ≤50nm），约占总孔容积的7％。孔隙平均直径约为1.5nm。二是比表面积大。即1克活性炭粒子的表面积与所有孔隙面积的总和，一般活性炭为500M2/g至1500㎡/g，国外的超级活性炭可达3000㎡/g（约为足球场面积）。孔隙结构越发达比表面积越大，对空气中有毒有害气体的吸附功能越。
4、 紫金炭雕（即块状活性炭）是什么是怎么制成的
紫金炭雕是除粉末状与颗粒状活性炭以外的一种块状无缝活性炭。它的生产过程是：先将优质粉末活性炭与适量的活性胶粘剂混和均匀，用<分子吸压成型技术>制成炭块，其中有的压制了艺术图案，有的却无图案；再经<成式三态交换活化技术>除胶活化，成为紫金炭雕（即块状活性炭）。由此可知，紫金炭雕保持了活性炭内部与表面孔隙发达，比表面积大的特点，从而保留了活性炭吸附能力的特性。
5、 紫金炭雕净化空气的艺术品是怎么制成的
紫金炭雕可以通过〈炭材雕压彩绘技术〉制成艺术品，称为紫金炭雕净化空气艺术品。它同样保留了活性炭具有吸附能力的特性。紫金炭雕还可制成装修装饰材料，家具材料，办公用品，学生用品，儿童用品……因此，大大扩展了活性炭的应用领域，从而成为与粉末状及颗粒状活性炭之外的第三类活性炭——块状活性炭，填补了活性炭类型的空白。可归纳为：
粉末状 净化空气艺术品—紫金炭雕
普通活性炭 颗粒状 粘合型—紫金炭雕 环保型装饰材料
活性炭 块柱状 环保型家具、家电
超级活性炭 ……
直烧型 环保型工艺品
环保型材料
6、活性炭为什么具有吸附功能
这要从三个方面来说明：
第一，孔隙具有吸附势，碳分子与被吸附分子的引力（主要是范德瓦斯力）而形成的，孔径越小，吸附势越。
第二，分子运动理论：①一物体均由分子或原子组成，分子（原子）间有间隙；②分子（原子）是处于永不停息漫无规则的热运动状态，分子间相互碰撞很频繁，在标准状态下，甲醛分子的自由运动速度为450m/s，一个甲醛分子与其它分子每秒要碰撞109次/S（几十亿次）；若贴近所研究表面的甲醛分子数密度，时时刻刻与远处的甲醛分子数密度相等，则每秒有约2.7×1027个甲醛分子（约130㎏）碰在每平方米面积上；若室内甲醛浓度达到国家允许标准的10倍即达到0.8mg/m2，则每秒碰在每平方米面积上的甲醛达90mg；③分子间有相互作用力，一般表现为引力。
第三，碰撞分子的直径与活性炭孔隙直径要匹配，若分子直径大于孔隙直径，则分子碰活性炭时，进不了孔隙而被弹回到空中；若分子直径远小于孔隙直径，则分子即使碰到了孔隙，也有可能跑出来，孔径越大，跑出来的概率也越大，使吸附率越小；当分子直径略小于孔径时，分子碰到孔以后难于跑出来，即被吸附了。被吸附的分子数量多，表明其吸附能力越。经查实与计算，某些物质分子的有效直径如表1所示：
表1. 某些物质分子的平均有效直径
物
质
氢
H2
氮
N2
水
H2O
甲烷
CH4
氨
NH3
二氧化碳
CO2
氯
CL2
甲醛
HCHO
碘
I
甲苯
C7H8
二甲苯
C8H10
分子
直径
nm
0.274
0.376
0.324
0.414
0.444
0.460
0.44*
0.45*
0.48*
0.58*
0.60*
注：*是用五种方法的计算值
由以上数据可知，只有孔隙直径大于0.45nm而小于2.0nm的微孔才能吸附有毒有害气体，而正好活性炭的这些微孔占总孔数的85%，所以对吸附这些有毒有害气体的效果而言，活性炭是最理想的。
7、 紫金炭雕的吸附过程是怎样的
先讲一个类似的生活常识：闷热的下雨前夕，房内镜面上会出现一些水珠，甚至水层，这些水是由于空气中的大量水分子碰撞镜面而凝结成的。有毒有害气体分子也与水分子一样在不断运动，也在不断碰撞紫金炭雕的表面。当碰到大孔时，多数被返回到空中，碰到孔径小于分子直径的孔时，或未碰到孔时便弹回空中，而当碰中孔径约为分子直径1.2 至3倍的微孔时，便进入了孔隙中，被碳分子吸住而难于跑出，这些分子又被接着来碰的分子碰着向孔深处推移，直至孔隙被这些分子填满为止。由此可知，这完全是分子运动，分子引力而产生的吸附，没有任何化学反应，故称为物理吸附。紫金炭雕的吸附是纯物理吸附。
8、多大面积的房间要配置多重的紫金炭雕
这是大家普遍关心的核心问题；要准确回答这个问题，必须通过检测与计算：
a、 经湖南省理化分析检测中心与原料供应厂家按照国家标准的检测：粉末活性炭的碘吸附值大于1000mg/g，即1克活性炭能够吸附1克的碘。因为炭、碘、甲醛的摩尔质量分别为12g、127g、30g。即碘的摩尔质量是炭的127/12=10.58倍，也就是1058个炭原子吸附100个碘原子；如果1058个炭原子也同样可以吸附100个甲醛原子，那么1克活性炭能吸收30/127=0.236克甲醛。
b、 经湖南省理化分析检测中心与北京市理化分析检测中心按照国家标准方法的检测：目前紫金炭雕的碘吸附值最高可达652.2mg/g与834mg/g；按照a的计算，1g紫金炭雕能够吸附0.153g甲醛；据此算法，1g紫金炭雕可分别吸附苯0.399g、甲苯0.470g、二甲苯0.542g，氨0.09g,二氧化碳0.23g（以上均按碘的低值计算）。
c、 φ22.2cm的盘形产品，重为1Kg，按照b的计算，可单独吸附153克甲醛、399克苯、470克甲苯、542克二甲苯, 87克氨，225克二氧化碳。
d、 若房间面积为25m2、高为3m，其中甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、二氧化碳的浓度均达到国家标准10倍（即前这四种有毒气体在居室的国家标准安全浓度分别为0.08mg/ m3、0.10mg/ m3、0.20mg/ m3、0.20mg/m3），则房间内有甲醛60mg、苯75mg、甲苯150mg、二甲苯150mg。1000g产品中只要1000×0.06/153=0.393克。可吸完房内甲醛，1000×0.075/399=0.189克产品可吸完房内的苯，1000×0.15/469=0.320克产品可吸完甲苯，0.278克产品可用完二甲苯，即1000克产品中只需用1.18克就可吸完这四种气体，1000克产品可吸847次。
e、 若每6天出现达标10倍的情况，则可吸13.9年。取保险系数为200％，则也可吸附6年，只取4～5年。
据以上计算，对于该产品与房间配置为1000/25=40克/米2，取30～50克/米2，推广到板块状摆件：取30-50克/米2，板块状挂件40-60克/米2，柱体摆件60-90克/米2，花甁件70-100克/米2，异形件60-90克/米2 ，之所以重量取一变动范围，是因为房屋高度有差异，有毒气体、种类、浓度有差异，房间条件有差异，产品本身也可能有差异。但不管差异如何，按产品使用说明书的匹配购置产品，正常吸附4—5年是绝对保险的。
9、吸附速度如何
即对于有毒气体浓度达标10倍的房间，按上述要求配置产品，需吸附多少天才能达标
这也是大家关心的核心，要回答这个问题，也必须依据检测结果与计算：
a、 经长沙市环境监测中心站、湖南省疾病控制中心、中国室内装饰协会北京天衡诚信室内环境成份监测评价中心按国家标准方法进行的实地与实验室检测，平均而言，在24小内，紫金炭雕能吸附80%的甲醛、90%的苯、80%的甲苯、80%的二甲苯。
b、 据此，把上述有害气体浓度达标10倍降到达标浓度n0，需要Ti天；对于甲醛，则10n0（1-60%）T1=n0，得T1=lg0.1/lg0.4=-1/-0.398=2.52天，取为5天能达标；对于苯则10n0（1-70%）T2=n0，得T2=lg0.1/lg0.3=-1/-0.523=1.92天，取为4天；对于甲苯,T3=lg0.1/lg0.5=-1/-0.301=3.32天，取为6天；二甲苯也为6天。因为上述检测是在房内无风条件下进行的，若有微风，则吸附天数将大大减少。原因是风能使贴近产品表面处的有毒气体浓度总是远大于无风时的浓度，这可使相同时间内碰撞产品的有毒气体分子数大为增加，从而增吸附功能，减少达标天数。但风不能太大，否则装修物释放甲醛等毒气的速度将大为增加，有可能使产品在短期（如检测的1—3天）内的吸附率反而降低，以此计算出来的达标时间可能更长。
c 、实测结果表明：在室内温度和风速不变的条件下，当被检测的毒气的浓度增大时，产品在相等的时间内吸附该毒气的数量也增多，但其吸附率反而有所降低。这是因为当浓度增加时，同一微孔同时被两个以上毒气分子来碰的几率有所增加，但同一时刻该孔只能吸附一个分子。
d 、实测结果又表明：在室内毒气浓度与风速等不变的条件下，室温每升高1℃，室内装饰物品释放的毒气速度亦将增加。例如当室温≥30℃时，每升高1℃其释放毒气的速度将增加约30%。产品吸附毒气的速度虽也增加，但仅增加约0.17%，所以室温越高时达标时间将延长。
10、产品吸附达到或接近饱和后，有不有办法使产品能继续吸附
有办法。7题中已讲过，紫金炭雕对有毒气体的吸附是纯物理吸附，所以也可用物理方法把孔隙内的有毒气体赶出来，这个过程叫脱附或再生或活化。具体做法是：将已吸附饱和的产品用金属盒封好，放进真空炉内，先将炉内抽到一定的真空度，再缓慢升温，升到一定温度时，保温保持真空一段时间，再缓慢降到室温、升压至常压，取出。若退色，则适当加绘即可。这种方法能脱附的原因，是温度升高时，孔内气体分子运动加快，动能加大，能使分子挣脱碳分子的引力而跑到孔外，立即被真空泵抽走，无法再返回到孔隙中去，久而久之，孔隙中的有毒气体分子就会全部跑出来并被抽走，使孔隙因“真空”而通畅，从而恢复其吸附功能，这也是<成式三态交换活化技术>中的脱附再生技术。
紫金炭雕与环保．1
