活性炭材料包括活性炭、活性炭微球、活性纳米碳管及活性碳纤维等品种。它们具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积,碳表面含有多种含氧官能团,催化活性和化学稳定性好,机械强度高,易于反复使用等一系列优异的特性,是一种备受世人关注的优质吸附剂。
自古以来活性炭就在食品、医药上脱色、防毒和除味等方面首先获得了应用,随后它作为优质的吸附剂和催化剂载体在工业、国防、医药卫生、化工、环保等领域得到了广泛应用,但是由于常规的活性炭比表面积小,吸附性能低,不能满足日益发展的环保、原子能、能源、储能、化工、电子、汽车、高科技领域的苛刻要求。为了满足国民经济的特殊需要,自20世纪中期起,活性炭材料开始向着"高吸附,大比表面积,多形态(粉状、球状、颗粒状等),高强度,低成本"方向迈进,广泛用于空气净化、溶剂和贵重金属的精制与回收、食品保鲜、医药精制、血液净化、防毒面具、防除放射性物质等领域,并取得了令人满意的效果,同时实现了大规模的工业化生产。
进入2l世纪后,人们对环保提出了零污染排放和绿色能源等更高的要求,为了保护人类共同的家园,世界各国材料科学工作者正向着"高吸附、多功能、可控化、低成本"方向努力,除上述用途外,目前碳质吸附材料在超级电容器、天然气储存等领域的应用正初显端倪,随后再根据不同要求和应用,制备出可控的特定的孔结构和功能型表面官能团的新型碳质吸附材料及其复合功能型的吸附材料,以支持人类实现绿色能源和零污染排放的理想愿望。