摘要：活性炭因其特殊的結構而具有無可比擬的吸附性能，活性炭在催化劑的制備中成為了除納米碳管、納米碳薄片以及各種各樣的金屬氧化物、非金屬氧化物等之外的常見鉑、鈀貴金屬載體。充分利用活性炭的物理和化學的兩種吸附特性可以在化學制藥的產品廢水處理環節、凈化制藥用水環節、除熱降溫環節、催化反應加快反應速率環節取得良好的效果。
化學制藥產業大規模生產往往與實驗室化學反應制備產物不同，具有工藝復雜、原材料純度要求高、廢水廢氣和固廢物嚴禁直接排放的特點。活性炭因其特殊的結構而具有無可比擬的吸附性能，而在化學制藥產業的多個環節得到了應用，例如廢水中銘離子的去除、生產用水的凈化以及去熱降熱等。本文將在介紹活性炭良好的吸附性能和脫色性能的基礎上對活性炭在各個環節的應用進行探討。
1 活性炭吸附性能和脫色性能
1.1 活性炭的特殊結構決定其優良的吸附性能
物理微觀結構上，不規則的石墨碳原子晶粒排列而成活性炭。活化后的活性炭孔隙的容積可以高達0.15~0.9，電鏡觀察活性炭的微觀結構可以發現1g活性炭的孔隙的數量在一千個左右，甚至高達1500個。高空隙率決定了高表面積，優良的活性炭的孔隙全部表面積有500~1500m2/g。而且，90%的表面積是在活性炭內部的空隙中而非是活性炭的外層，這樣的特殊結構使得實際應用中相對較大的分子只能在活性炭外部而相對的小分子則可以進入活性炭的空隙中，小分子包括氣態和液態的分子。這種只允許小分子進入而將大分子阻擋在活性炭外部的功能就是活性炭優良的物理吸附性。這種吸附特性廣泛應用于現代家庭的日常生活和各種工業制藥業中。
1.2 活性炭優良的脫色性能
活性炭的脫色吸附性能在于能夠將存在著躍遷行為能量變化的分子吸附到小空隙結構中。分子的躍遷行為導致分子的電子層的能量發生變化，能量變化又以波長的形式釋放出來，不同波長的能量從宏觀上就表現為不同顏色。活性炭將這些活躍的分子吸附到小空隙后，分子電子層躍遷行為消失，從而限制了電子層波方式的能量釋放，達到了脫色效果。活性炭優良的脫色性能廣泛應用于現代家庭的日常生活和和包括了服裝紡織業、造紙業、工業原料生產各種工業制藥業中。甘蔗是生產制造白砂糖的主要原料，在這一過程中對點糖的脫色就是通過活性炭進行的，利用活性炭將生長出來的蔗糖的各種有色雜志進行吸附脫色，就可以得到干凈純白的點糖。在化學制藥領域，活性炭優良脫色性能同樣應用廣泛，對原材料、中間產物、附加產物及廢水廢料的脫色等，均可以看到活性炭應用的身影。
2 化學制藥各環節中對活性炭的應用
2.1 活性炭處理制藥廢水處理中應用活性炭去除鉻離子
因生產工藝的需求，化學制藥過程產生的廢水中，常存在高濃度毒性很強的鉻離子，鉻離子如果不經處理直接排到自然界中，容易被動植物吸收，通過新陳代謝通過食物鏈在人體內富集網。實踐中化學制藥工廠常利用鐵屑與活性炭相結合的電解方法處理廢水中的鉻離子，效果明顯，效率較高。鐵屑與活性炭產生的鐵離子溶于水中作為一種強還原劑與工業廢水中的鉻離子發生氧化還原反應，氧化還原反應又消耗了水中的氫原子，剩余大量氫氧根，氫氧根又與鐵離子進一步反應形成三氫氧化鐵或者二氫氧化鐵，這兩種產物都是絮狀物且微溶于水，絮狀物在水中同樣有良好的化學吸附性能，與活性炭相輔相成，進一步提高了鉻離子的吸附凈化效率，將鉻離子氧化還原并吸附過濾后，化學制藥產生的廢水中不再存在鉻污染物，將有效減少對自然環境和生存環境的影響。
2.2 化學制藥生產用水中活性炭凈化吸附功能的應用
化學制藥工藝中，制藥生產用水的潔凈無污染程度直接決定了后期產品的合格程度和藥品產品質量。為化學制藥生產用水中活性炭凈化吸附功能的應用，有效的保證了生產工藝對生產用水的潔凈要求。有報道顯示，在各種活性炭產品中，生物活性炭在化學制藥生產用水的凈化領域應用效果為優良。生物活性炭在這一環節中主要有以下幾種作用：活性炭憑借其特有的表面結構為水中雜質提供了很好的“棲息場所”,使其不僅有很強的吸附性能，同時具有氧化還原性能，對溶解度小，親水性差的有機苯類化合物具有較強的吸附能力。同時，實現了平均孔徑相對固定的條件下對活性炭中孔率在較大范圍內進行有序調控，以達到考察活性炭孔隙結構對重金屬離子吸附影響的目的。
3 結語及展望
活性炭制備技術成熟，活性炭產品質量穩定，性能良好，應用領域逐漸擴大。從1970年代僅限于制糖。制藥工業到1980年代的污水處理等環保行業，再到1990年代的化工溶劑回收再利用、黃金提取。多孔陶瓷催化劑載體等等。21 世紀初又新發展處了二氧化碳吸附捕獲，隨著人類社會的進步和對環境的日益重視，活性炭在這個水資源緊缺、污染嚴重的當下市場錢景必定愈發廣闊。
活性炭的優良的多空隙和高表面積的物理結構特性，決定了活性炭具有良好的物理和化學吸附性能，在化學制藥行業的各個生產環節應用廣泛。活性炭與鐵屑在廢水中鉻離子的去除以及生物活性炭在生產用水的凈化方面都較好的體現了活性炭在化學制藥過程中的應用，更加科學地認識到活性炭的結構特點和作用領域，推廣活性炭技術在化學制藥工藝中的運用，能夠提高生產效率、保證產品質量，減少環境污染、發展綠色化學。