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竹炭的前世今生用途前景值得深思?

  • 作者:www.hadongfu.com
  • 发布时间: 2020-06-08 09:07:50
  • 点击:3004

竹炭的前世今生用途前景值得深思?先说说竹炭是怎么来的呢?通俗地讲,竹炭就是以毛竹为原料,将竹子经过1500度以上高温干燥炭化工艺处理后,形成的炭。 竹炭同活性炭一样具有发达的空隙结构、具有很大的比表面积和超强的吸附能力。 
(一) 竹炭的结构 
   将不同炭化更高温度竹炭的横切面经镀金属膜以后在扫描电镜下进行观察,竹炭同竹材相比,维管束外鞘变得致密,维管束细胞腔中一些挥发物质减少,且竹炭表面变得更光滑,主要是由于竹材发生热分解。随着炭化更高温度升高,维管束有不同程度收缩,尤其是温度1000℃以后更加明显;维管束之间的薄壁组织细胞消失,细胞间隙变小。
   温度700℃以下竹炭微观结构相近,800℃以后结构发生了较大的变化。
   竹炭主要是由碳、氢、氧等元素组成,构成竹炭的碳是位于化学元素周期表的第Ⅳ族的第2周期,直径1.54埃(A0),它的是外层具有4个电子,易于产生强劲的共价键结合。 由碳构成的单体,如我们熟悉的金刚石(等轴晶系结晶);石墨(六方晶系结晶)。在金刚石的晶体内,所有碳原子相互之间用强的共价键成等距离排列,每个碳原子位于一个正四面体的中心,周围四个碳原子位于四个顶点上,在空间构成连续的、坚固的骨架结构。

   在这类晶体中是分辩不出单个分子的,只能把整个晶体看成为一个巨大的三向分子。金刚石碳原子的所有价电子,都形成共价键而没有自由电子,所以没有导电性。而在石墨晶体中,碳原子排列成层状结构,在一个平面层片上碳原子排列成正六角形,碳原子就分布在各六角环的顶点上,彼此间的距离是1.43A0。石墨是由许多这样的相互平行的层片构成。相邻两层间的距离是3.35A0 。 对每个碳原子来说,它的四个电子只有三个与它在同一平面层内的另外三个碳原子形成共价键,在层与层之间,由于距离较远,它们不是以化学键联结,而是以较弱的分子间引力相联结。因此,各层间容易滑移和分离,使石墨具有质软滑腻的特性。由于石墨有一个比较自由的、未成键的电子,故石墨能导电。
(二)竹炭的基本微晶结构 
   竹炭的结构完全不等同于金刚石和石墨,根据X-射线衍射仪的研究,不同炭化温度情况下,可形成难石墨化(非石墨化)和易石墨化2种。对竹材进行炭化,随着炭化温度的上升,升至1100℃以上,竹炭的内部进一步发生物理变化,产生新的基团物质而改变微晶体的排列,由不规则排列而变成有规则的石墨化结构。由此可知,从炭化低温区域到炭化高温区域炭具有各种形态功能,具有同炭及其它元素之间结合的能力,因而竹炭是一种新型功能型材料,也是调和环境材料,具有很大开发市场前景。 
(三)竹炭的空隙结构 
   竹炭的孔隙是在高温炭化过程中,基本微晶之间的空间清除了各种含碳的化合物和非有机成分的碳,以及从基本微晶的结构中除去部分的碳所产生的孔隙。竹炭中的孔隙有些是毛细孔状,孔隙两端都开口,或有一端封闭,有些是两个平面之间的裂口、尖削的裂缝(V形)等。竹炭孔隙性能常常决定吸附性能的大小,因此在产品销售时竹炭的孔径-孔隙分布及比表面积的性能常常列于产品说明书中,供用户参考。根据不同炭化更高温度的竹炭的孔隙性能进行试验,试验结果表明:竹炭的比孔容积和孔隙率是不相同的。 

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     竹炭的过滤能力是非常强的,有这样一个故事,很久以前,有一户穷苦的烧炭人家,他们连每次卖炭剩下的炭屑、炭末都舍不得丢掉,总是带回家堆放在自己家的后院里,用来烧饭取暖,时间长了,所带回来的炭末将后院堆出了一个很大的平地,变成了一个炭园,后来为方便生活用水,这户人家在炭园里挖了一口水井。又后来,村子里流行起了一场瘟疫,村里的大部分人都被这场瘟疫夺去了生命,但这户人家一家四口都幸免于难;究其原因,原来正是他在炭园里挖的那口井的水救了他们,由于井四周都是炭,水经过炭的过滤,起到了杀菌、净化的作用。可以说是竹炭帮助他们躲过了这场劫难,救了他们全家!几千年过去了,至今人们在挖井取水时,都要在水井的四周填上好几层炭,以便水井的水通过炭进行过滤、净化。

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    竹炭还被称为“不必插电的空气清新机”。这样说吧,手指尖这么大的一块竹炭,里面有成千上万个小孔,把这些小孔展开,面积能有一个网球场那么大,家里面放竹炭能吸收甲醛、二氧化硫等物质,就是利用的他的吸附功能。

竹炭还能发射远红外线,蓄热保暖,颈椎病以及腰疼的用了竹炭腰带等对身体缓解疼痛非常有帮助,而且能促进人的血液循环。

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     竹炭的矿物质含量高,有特殊的保健功能:竹炭纤维含有钾、钙等有益于身体健康的矿物质。所以许多人在做米饭,稀饭的时候总是喜欢放点碳在里面,当然这些竹炭都是经过加工处理的,不要担心不卫生。

竹子还有排他性的特点,内孔非常的小,油分子又比较大,所以很难钻进竹产品中,所以竹子做的衣服,毛巾等等,洗起来非常简单,水里面净一下就行了,不需要洗衣粉都行。另外,竹炭放在冰箱里面可以保鲜食物、放在衣服里面能除湿,竹炭纤维做成的衣服具有环保、舒适、调节气温的功能。

 

     人类为什么要大规模的开发竹炭产品,我们暂且抛开竹炭产品,分析一下其他材料产品,我们生活中使用的物品材料主要有塑料,我们不建议多使用塑料制品,塑料对身体有致癌作用;金属制品,金属元素我们身体缺了不行,多了更不行,我们事实上生活中接触的金属制品严重超标,但是还没有办法,我们还必须要接触,锌中毒,铅中毒,这些话语我们听得太多了;棉麻纤维又被国研究中心肯定为致癌物。而这些,不管是生活中穿的衣服、还是牙刷、牙膏、玩具、毛巾。


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