竹炭的束管纖維組織發達,經電子顯微鏡放大五百倍的觀察及恆溫下所做的吸附測定,得知其BET表面積介於250M2/g~300M2/g之間,相當於每一公克的竹炭其孔隙表面積有250~300平方公尺,這就是活性竹炭淨化力的根源。它可用來吸附自來水中的餘氯,捕捉空氣中有害的物質。事實上,竹炭已廣泛被運用於淨化過瀘之用,例如淨水器、空氣過濾網等。在日本更進一步利用竹炭去改善河川水質, 最有名的例子有長野縣河川及東京多摩川的水質改善工程。
淨化力(有關報告) 竹炭內部的孔隙分布極廣,每公克內部的表面積可高達 300平方公尺(比表面積大於 300㎡ /g),約相當於一座籃球場的面積,是備長炭的三~五倍,這些大 小孔徑不一的微細孔道具有超強的吸附能力,使竹炭在空氣中,可以吸收氯化物、硫化物、甲醛等有害的化學物質及臭氣、異味和溼氣。若置竹炭於自來水中則可以 吸附多餘的氯離子、茶垢等雜質,使水質淨化。以下是一些實驗結果。
實驗組 A: 炭的內部的比表面積( BET )
名稱
比表面積(㎡ /g)
竹炭
※ 520-1200
紀州備長炭
** 6.2
土佐備長炭
** 0.5
中國備長炭
** 31.5
一般木炭
** 0.8
※ 臺灣工業研究院 (工研院 )資料 **日本和歌山縣工業技術院資料
實驗組 B: 竹炭對水中常見病原菌殺菌情形
在實驗組中,既加入竹炭、大腸桿菌、綠膿桿菌和嗜肺性退伍軍人桿菌等之懸浮液,經混合均勻並作用 48小時後,結果發現竹炭可以有效殺死上述各種細菌,其殺菌率介於 83% ~97%,若將作用時間延長為 96小時,則其殺菌率高達 100%,而對照組中之各種細菌量不但沒有減少,反而有增加的現象。
菌名
加入菌量( CFU)
實驗組(加入竹炭)
48 小時菌數殘留( CFU) /殺菌率
72 小時菌數殘留( CFU) /殺菌率
96 小時菌數殘留( CFU) /殺菌率
大腸桿菌 ( Escherichia coli)
7.5*10 4
1.3*10 4 ( 83%)
3.0*10 2 ( 99%)
0 ( 100%)
綠膿桿菌 ( Pseudomonas aeruginosa)
1.6*10 5
8.5*10 4 ( 97%)
3.0*10 3 ( 98%)
嗜肺性退伍軍人桿菌 ( Legionella pneumophila)
1.2*10 3
N.D.
N.D.=not done.
實驗組(無竹炭)
7.8*10 4 ( -)
7.3*10 2 ( -)
4.5*10 5 ( -)
1.7*10 5
2.2*10 4 ( -)
1.7*10 3 ( -)
7.0*10 4 ( -)
1.1*10 4 ( -)
N.D.=not done ;(-):表示細菌不但沒有減少,反而有增加的現象。
實驗組 C: 竹炭對空氣中有害氣體的吸附性能
無論是我們居住或是工作的環境,室內的空氣都充斥著有害的物質,直接影響我們的健康,有害物質來源有接著劑、合成樹脂、揮發性有機溶劑塗料,傢俱、油漆、三合板、建築裝修等都會用到。還有疏於清洗的冷氣設備,成為了細菌的蘊藏。
竹炭的多孔質 經測定,竹炭對空氣中有害氣體(甲醛、氨氣、苯、甲苯、三氧甲烷)的吸附性能為:
甲醛的吸附率為 16%—19.3%,持續吸附時間可長達 24天。
苯和甲苯的吸附率分別為 8.69%—10.08%、 5.65%—8.42%,在 1天左右的時間內接近達到平衡。
氨的吸附率為 22.73%—30.65%,持續吸附時間可長達 24天。
三氧甲烷的吸附率高達 40.68%,持續吸附時間可長達 24天。