摘要:活性炭是一种具有物理吸附和化学吸附双重吸附作用的优良的吸附剂。本文从活性炭的物理化学特性入手,对活性炭技术的工作原理以及活性炭技术在化学制药过程中的两个重要方面的应用,去除热应用和净化水的应用进行剖析,以期为活性炭技术在化学制药中的推广提供参考和借鉴。
活性炭的吸附性特别好,具有物理、化学吸附两种特性,可选择吸附液相和气相物质,从而实现脱色精制、去污提纯以及消毒除臭之目的,在现代化学制药过程中得以广泛的应用。
1 活性炭的相关知识概述
活性炭是一种吸附剂,因其具有物理吸附和化学吸附两种吸附特性而被广泛应用在化学制药过程中。实践研究发现,活性炭的物理化学性质主要包含两个方面,分别为吸附性和脱色性,具体如下:
活性炭的吸附性包含物理吸附和化学吸附两种特性。活性炭的内部构造是由石墨晶粒通过不规则的排列组合而成,这也是活性炭吸附作用的根本原因。在石墨晶粒排列过程中产生了主动形状不规则、大小不一、数量不同的孔隙。而活性炭的大部分都依附在这些孔隙之中,从而对大分子物质起到天然的阻隔作用。气态和液体则可以轻易的进入从而被有力的吸附,这也就是在工业和生活中应用活性炭的基本原理。化学制药使用活性炭主要是借助活性炭对气态和液体的吸附作用,达到洁净和净化的作用。
活性炭的脱色性是其化学特性的重要表现。活性炭借助物质的化学分子的跃迁现象从而起到脱色的作用。能量变化与脱色行为的发生是同步的,能量的大小与化学物质散发的波长不同,而不同波长又会呈现出不同的色泽。活性炭在自身吸附特性的帮助下,将存在能量发生变化的物质吸附到自身孔隙内,从而起到良好的脱色效果。在化学制药过程中,脱色性也被广泛的应用,如活性炭对乙二醛的脱色处理。
2 活性炭在化学制药中应用
活性炭具有很强的吸附作用,包括化学吸附性与物理吸附性,其方法是能够吸附气相物质与液相物质,其目的是使物质消毒除臭、去污提纯、以及脱色精制,尤其是在现代的化学制药中备受欢迎,应用特别广泛。
2.1 活性炭在化学制药废水处理中的应用
活性炭活化技术在化学制药废水处理中的应用机理,在制药的废水中有很多的有机化合物,因此,生物降解能力特别低。面对这种现象,仍只用生物法对只要的废水进行处理,是无法达到预期的效果,还有可能造成处理后的废水中有很多的COD。目前为止,在化学制药的废水处理中,常使用的方法还是电解法—铁屑—活性炭。众所周知,在制药的废水处理中存在大量的六价水溶性铬离子,并且其毒性特别强,如果在实际的操作中不加以注意,植物以及人体的肠道都可能吸收这种毒性很强的离子,进而危及到人们的身体健康。在对制药中的废水进行铁屑—活性炭微电解法处理后可以发现,铬离子对制药废水的处理有很大的影响。与此同时,新产生的铁离子也有很强的化学活性,这也是六价水溶性铬离子可以得到还原的原因。
2.2 活性炭技术在化学制药中去除热原
活性炭技术能够对制药过程中的热原进行去除,主要是借助活性炭内部孔隙结构发达,毛细孔隙的巨大面积,以及其稳定性和吸附性。在化学制药过程中,常常会出现较大的热原,影响到化学制药的质量和效率。作为化学制药去除热原的重要方法,活性炭技术被更多的受到重视,并不断的被丰富改进。活性炭技术在去除热原过程中能够很好的保护化学药品的生物活性及其质量,借助其强大的吸附能力和结构的稳定,将化学制药过程中产生和释放的热原进行有效的吸附传递。而活性炭之所以能够在去除热原的同时保护化学药品的生物活性和质量,是由于活性炭的内部拥有巨大的毛细孔隙结构,活性炭稳定的物理特性以及高效的催化作用,帮助化学制药过程中能够有效、敏捷的去除热原。
例如,在人参皂苷制造过程中,因人参皂苷R在制造过程中温度会逐渐的升高,导致热原的膨胀。而在人参茎叶提取液中参加1%含量的活性炭,同时回流加热半个小时后,活性炭能够有效的对人参茎叶提取液进行脱色,同时消除因人参皂苷R引起的热原,起到保护药品生物活性和质量的作用。
2.3 活性炭活化技术在化学制药中净化制药水的应用
对于制药用水而言,其作为药品质保关键,实践中为了能够让制药用水达标,需采用活性炭技术对其进行事先净化。以生物活性炭的效果较佳,在使用过程中可降低有机化合物的含量,而且能够达到很好的后续消毒效果。同时,生物活性炭的应用,还可以去除水中持久的微量有机物,对于感官指标的改善,具有非常好的效果。生物活性炭技术的应用,可快速吸附水中溶解的有机物,将微生物富集起来,以免有机物对后续制药产生不利影响。对于生物活性炭而言,其所吸附的大量有机物,可为水体中的微生物提供生长所需的营养,微生物大量聚集在活性炭,经过滤将水体重的活性炭有效地分离出来,以确保制药水体得以净化。
3 活性炭活化技术在化学制药中的应用案例—毗崛酸生产
3.1 毗崛酸生产的原料
无水次甲基蓝溶液、双氧水、工业盐酸以及活性炭。
3.2 毗崛酸生产的方法
毗崛酸在生产成品以及粗品的过程中,都会利用活性炭活化技术,进而达到脱色的目的。成品的生产过程与粗品的生产过程相比较可以发现,成品精致后在废活性碳中有很少的杂质,而在粗品脱色中却完全相反。在进行成品精致后,其中的废活性碳需要如下处理过程:
第一,在废活性碳中加入酸碱溶液后进行浸泡,当废活性碳的酸碱度为10时,将温度升高到90℃,并且当温度达到90℃要保持15分钟左右;
第二,在恒温之后在对其进行降温,用过滤水对废活性碳进行冲洗,直到废活性碳的酸碱度为中性停止。
3.3 毗崛酸生产的结果
只要按照这个工序进行,首先将浓度是5%的稀盐酸融于废活性碳中进行浸泡,然后将其升温到90℃并保持15分钟后在进行降温与冲洗,那么,结果一定是废活性碳。在对活性炭进行化学结合以及功能团开放氢、氧的基础上,例如醚类、醒类、内醋类、梭基、酚类、以及羧基等,将吸附物牢固的结合在功能团中,并使其很难离开。可以利用此原理,在废活性碳中加入双氧水,可发生氧化,通过此过程得到新的废活性碳。我们可以发现,新得到的废活性碳具有很强的脱色能力,但是,由于活性炭与脱色能力存在很大的差距,所以,在实际的应用中可以根据实验的操作过程增加改变脱色活性炭的用量。
结语:
综上所述,文章通过对活性炭进行了概述,介绍了其制备原料及内部结构变化,正是因为活性炭制备原料及内部结构才造就了其具有良好的吸附性能。随后在围绕活性炭技术在化学制药中应用进行了分析,主要从化学制药废水净化、化学制药除热、化学药水三个方面对活性炭技术在其中的应用进行了分析,可以有效帮助我们充分认识到活性炭强大的效用,使得活性炭技术在化学制药中得到更为广泛的推广。