活性炭技术在化学制药中的应用探究

活性炭技术在化学制药中的应用探究

李浩楠

陕西国际商贸学院，陕西咸阳， 712046

摘要：活性炭的应用主要是利用其吸附性当作吸附剂，具有物理吸附和化学吸附双重特性和优势，其在化学制药行业得到了广泛的应用，在西药生产中应用有着良好的优势。通过利用活性炭的物理以及化学特性能，有效解决化学制药中处理制药废水、去除制药的化学反应中的热原以及净化制药用等问题，为今后的研究奠定基础，才能进一步促进我国化学制药业发展。中的活性炭技术。

关键词：活性炭；吸附；化学制药；应用

由于活性炭具有特殊的物理特性与化学特性，因此活性炭在我国化学制药行业中具有广泛的应用，活性炭在化学制药过程中处理制药废水、净化制药用水、去除反应热原等方面发挥了不可替代的作用，通过分析活性炭技术使我们更加科学全面地认识到活性炭的作用，以加大活性炭技术在化学制药行业中的应用。

一、活性炭元素组成

活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等活性炭有黑色粉末状或块状、颗粒状、无定形碳的蜂窝状，排列规整的晶体碳。活性炭中80%-90%以上由碳组成，除碳元素外，还包含两类掺和物：一类是活性炭的无机部分类掺和：灰分，值得注意是，灰分在活性碳中易造成二次污染；另一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中，或者外来的非碳元素与活性炭表面化学结合。

二、活性炭的物理化学特性

吸附性是活性炭的主要性质。活性炭是由不规则的石墨晶粒排列组成的，因此在活性炭活化过程中，那些微粒晶体之间产生了大小不一、形状不同的孔隙。这些活性炭的孔隙容积一般在0.25~0.9Ml/g，孔隙的数量大致为1020个/g。全部孔隙的表面积为500~1500M2/g。活性炭大约95%的表面积都在这些微粒孔隙之中。这样的情况下就使得一些大分子的物质无法进入，但是一些小分子，比如说，气态或者液态的物质能够轻松地进入，这样就形成了活性炭的吸附性。因此，活性炭的吸附特性在日常生活和工业中得到了广泛应用。例如，一些家用冰箱因为放置各种各样的食物而导致冰箱里出现一些异味，但是反复清洗以后还有异味残余，通常这个情况下，人们只需要买点活性炭放置在冰箱里面，就能够取得很好的去除异味的效果。活性炭是很细小的炭粒，由于其特殊的物质结构，使得它具有很大的表面积，同时炭粒中还具有更加微小的孔隙，这样就使得活性炭由于其巨大的表面积能够与气体或液体充分接触，从而吸附这些气体或液体，从而起到净化作用。因此，通过活性炭技术的运用来处理一些化学制药过程中的杂质。

三、影响活性炭吸附的因素

影响活性炭吸附特性的影响因素有：被吸附物的特性和浓度、废水的PH值、悬浮固体含量等特性、接触系统及运行方式等。活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂以及萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。同时，活性炭吸附法与其他处理方法联用能使活性炭的吸附周期明显延长进而大幅度提高处理效果和范围，如混凝-吸附活性炭法、Habberer工艺、活性炭-硅藻土法等。

四、活性炭技术在化学制药中的应用

1、活性炭技术在化学制药废水处理中的应用

在制药废水中，有机化合物的成分含量高，其生物降解能力非常差，如何降低废水中的有机物含量，从而提高制药环境的安全性。传统的解决办法是通过生物降解，但是结合实际，当今制药规模逐渐扩大，仅通过生物处理降低有机化合物的成分含量高的方法是无法得到很好效果，甚至会导致出水中的COD排放不达标。但是有了活性炭技术，一切就变得迎刃而解了。一般而言，化学制药废水内含有的六价水溶性铬离子非常多，而且毒性非常强，如不注意，很可能会被人体肠道以及植物吸收，在生物体中大量富集，通过食物链危及人体健康。目前通过利用活性炭特性解决化学制药废水问题的一般方法是：铁屑-活性炭微电解法。铁屑-活性炭微电解法能够起到有效处理铬离子废水的作用。铁屑-活性炭微电解法在处理化学制药废水中的运用是活性炭技术在化学制药中的一项重大应用，了解它的运用原理能够帮助我们在今后更加完善地处理制药废水问题。利用活性炭处理化学制药废水中的大量水溶性且毒性很强的铬离子，铁屑和活性炭中的羰基成分分别组成了微电池的阳极和阴极，通过化合反应解决化学制药废水问题。铁屑一一活性炭拨基成分构成了微电池的阴阳极，并且在含铬离子化学制药废水中进行如下反应:阳极反应：Fe-2e=Fe2+，E=-0.44V；阴极反应：O2+2H2O+4e=4OH-，E=+0.44v。随着还原反应的深入，水中氢元素被大量消耗，氢氧根离子随之增加，以至于废水酸碱度不断增大，形成氢氧化铁或者氢氧化亚铁等沉淀。絮状沉淀以及活性炭的化学吸附性都比较强，可以有效吸附化学制药废水内的铬离子，经过滤器处理，将六价铬离子分离出来，以免排出废水影响人体和环境。如若化学制药中没有有效解决这类离子，那么它就极有可能通过食物链做种流向人体，最后在生物体内造成富集，对人的健康产生严重的影响。

2、活性炭技术在化学制药中除热的应用

活性炭自身有很大的表面积，其内部的毛细孔隙也非常发达，并且具有很强的稳定性以及吸附特性，可以将化学制药中的原料顺利有效的进行过滤、除杂、脱色及吸附等工序，在当前的形势下，药物制备过程中的热原去除，一直都是严重困扰化学制药的难题。在化学药物生产时，为了能够有效避免热原污染药物品、去除热原方法，活性炭的应用成为化学制药的关键之所在。实践中，为了能够不影响制药过程以及中药品的生物活性及其质量，采用活性炭技术有效去除药物热原，而且取得了一定的成绩。在化学制药的操作过程中，可以利用活性炭活化技术祛除活性炭的热源，并确保生产出的药品自身具有标准的生物活性与质量，以此提高制药的效率。活性炭本身具有非常强的吸附能力，生产过程中一些药物制品在实际反应过程中会释放大量的热量，此时活性炭因其内部毛细孔以表面积可在制药时将药品热原去除掉，以免损害拟制药物的活性。同时，活性炭的物理特性非常好，而且具有一定的催化作用，使其在应用过程中能够起到去除热原的效果。比如，活性炭在应用过程中，可以有效吸附人参皂普R，随之温度的不断升高，其吸附作用逐渐增强。人参皂普R精致提取过程中，可先将活性炭人工注入人参茎叶提取液中，含量至少1%；经加热回流，大约30min，即可对这些提取液脱色除杂，在制作药物成品时，注入的活性炭大约在2%，加热回流时间控制在20min，注射液可去除热原。

3、活性炭技术在化学制药中净化制药水的应用

制药用水的好坏是保障生产出来的药品质量好坏的决定性因素。为了保证制药安全，就必须保证制药用水达到标准要求；为了使制药用水达到标准要求，就必须运用活性炭技术来净化制药用水。而实验证明，生物活性炭的净水效果明显。生物活性炭除了能迅速吸附溶解在水中的有机物外，起到很好的后续消毒作用，还能通过将一些水中微生物富集，进而达到避免该类微生物的后续反应影响到化学制药进程。同时，部分附着在生物活性炭上的微生物具有能够抵制一些难以降解的有机物侵害等功能，从而使得生物活性炭在净化制药用水时还具有再生的功能。如此便能大幅度提升生物活性炭对制药用水的净化能力。由于活性炭具有的吸味、去毒、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能，越来越多的产品中由于添加了活性炭而使其销量一路上升而被更多的人关注到。化学制药行业也不例外，制药业是关乎民生安全的大事，活性炭安全高效，自然是促进其生产与发展不可或缺的重要角色。活性炭已走进千家万户，成为健康时尚的环保产品。

参考文献

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