木質粉末活性炭與自由基

木炭與活性炭都具有吸附性能,隻是吸附力不同而已,炭經過高溫物理法或化學法活化後,使其微孔結構變為發達、內表麵積增大、吸附力加強更具有活性。一般活性炭的含炭量在90%以上,細孔結構發達比表麵積可達1000m2/g以上;它除了炭以外尚含有氧和氫等,大多以化學鍵形式和炭原子結合成有機官能團。它多半是結合在炭的基本微晶斷裂的邊緣或角陵端尖處與炭原子相結合,因為這些位置上的炭原子化合價多數沒有被周圍的電子所飽和。所以容易成鍵結合為表麵氧化物。

用電子順磁共振觀測證實,活性炭上的自由基(未配對電子)與其表麵氧化物相關密切,一般的自由基都是反應的中間產物,但在炭上的自由基因製備條件不同(溫度等),活性差別很大。處於不周的外界反應條件下,從活潑的能起鏈鎖反應的,到非常穩定能夠分離出來的都有。正由於活性炭的以上結構特性,使它在常溫常態下有條件能夠蘊藏許多未配對的價電子,它一但有場合總希望從外來獲得或失掉一個價電子而成鍵,趨向穩定。

活性炭上的自由基(未配對電子)與外來的自由基結合大體有兩種情況,一是炭上的未配對電子與外來自由基結合成鍵後,固定在木質粉末活性炭上。二是炭上的未配對電子與外來的自由基結合配對而分離出去,成為較穩定的物質,或又被活性炭吸附。

粉末活性炭作為治療疾病,是從炭開始的。早在公元前1550年古埃及文稿中,就有記載炭對疾病的治療應用,繼後又陸續報道記載,炭和活性炭對二十多種疾病的醫療作用,同時研究了活性炭具有過氧化酶、過氧化氫酶、脫氫酶等功能,和炭上的自由基有消除、結合未配對電子的能力。人們對此會問到,究竟炭對疾病的治療主要是:①炭的吸附作用,②或是炭上的酶所起的功用,③抑或是炭上所含的自由基起作用呢?對此至今未見正式文獻作研究報道。但無論如何可以認定的是:炭和活性炭上的自由基,從古至今作為治療疾病開始,活性炭上的自由基就參與了人體疾病的治療過程,據有關資料報道用於治療腎病時,其用量甚至多到每天369,連服2-8周無不良副作用,但遇有便秘發生時,服用山梨醇後很快得到解決。這無疑說明炭上的自由基參與疾病治療對人體是有益無害的。如上述炭能與外來的自由基結合大體有兩種情況,一是炭上的未配對電子與外來自由基結合成鍵後,固定在活性炭上。二是炭上的未配對電子與外來的自由基結合配對而分離出去,成為較穩定的物質,或又被活性炭吸附。這樣活性炭似乎可充作自由基的捕獲劑或起到調節平衡的作用。

眾所周知活性炭在20世紀中後期,作為防治大氣和水質汙染的重要手段,獲得了廣泛的應用;步入21世紀的今天,活性炭可能用作綠色醫療的手段,來防治生物體內汙染和保健領域的補充措施。

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