摘要：本文基于工作實踐，分析了活性炭的物理化學(xué)特性，并著重介紹了活性炭技術(shù)在處理制藥廢水，去處制藥的化學(xué)反應(yīng)中的熱原以及凈化制藥用水中的運用原理。希望有關(guān)人員加以借鑒和參考，能夠更加深入了解活性炭技術(shù)在化學(xué)制藥中的運用原理和作用，從而完善化學(xué)制藥中的活性炭技術(shù)。
一、活性炭的物理化學(xué)特性
1 活性炭的吸附性
吸附性是活性炭的主要性質(zhì)。活性炭是由不規(guī)則的石墨晶粒排列組成的，因此在活性炭活化過程中，那些微粒晶體之間產(chǎn)生了大小不一、形狀不同的孔隙。這些活性炭的孔隙容積一般在0.25~0.9Ml/g，孔隙的數(shù)量大致為1020個/g。全部孔隙的表面積為500~1500m2/g。活性炭大約95%的表面積都在這些微粒孔隙之中。這樣的情況下就使得一些大分子的物質(zhì)無法進(jìn)入，但是一些小分子，比如說，氣態(tài)或者液態(tài)的物質(zhì)能夠輕松地進(jìn)入，這樣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業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。例如，一些家用冰箱因為放置各種各樣的食物而導(dǎo)致冰箱里出現(xiàn)一些異味，但是反復(fù)清洗以后還有異味殘余，通常這個情況下，人們只需要買點活性炭放置在冰箱里面，就能夠取得很好的去除異味的效果。活性炭是很細(xì)小的炭粒，由于其特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，使得它具有很大的表面積，同時炭粒中還具有更加微小的孔隙，這樣就使得活性炭由于其巨大的表面積能夠與氣體或液體充分接觸，從而吸附這些氣體或液體，從而起到凈化作用。活性炭的這一特性也被用在了化學(xué)制藥中，通過活性炭技術(shù)的運用來處理一些化學(xué)制藥過程中的雜質(zhì)。
1 活性炭的脫色性
化學(xué)物質(zhì)顯示出顏色的原理是化學(xué)物質(zhì)中的分子存在著躍遷的行為，通常這個行為伴隨著能量的變化，在這個變化過程中能量以一定的波長發(fā)射出來來顯示顏色的。根據(jù)其波長大小的不同從而呈現(xiàn)出不同的顏色。活性炭就是利用自己的吸附性質(zhì)，將這些存在能量變化的物質(zhì)吸附到內(nèi)部的小空隙之中，從而起到了脫色的效果。活性炭的脫色性在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。一些服裝制造、工業(yè)原料的生產(chǎn)以及食品加工中都用到了活性炭。例如，在白砂糖的制造過程中，通常要多蔗糖進(jìn)行脫色處理。具體就是通過活性炭的吸附作用，來吸附蔗糖中的有色雜質(zhì)，這樣就形成了白色的白砂糖。在化學(xué)制藥中，活性炭的脫色性也得到了重要的應(yīng)用。例如，在化學(xué)制藥過程中對乙二醛的脫色處理，就很好地運用到了活性炭的脫色特性。
二、活性炭技術(shù)在化學(xué)制藥中的運用原理
1 活性炭處理制藥廢水的原理
制藥廢水中的有機(jī)化合物的成分含量較高，并且生物降解性差，如果單純地運用生物處理的方法是無法得到很好效果的，這樣就導(dǎo)致出水的COD常常達(dá)不到排放的標(biāo)準(zhǔn)要求。目前在處理化學(xué)制藥廢水過程中經(jīng)常采用的是鐵屑-活性炭微電解法。化學(xué)制藥廢水中通常含有大量的六價的水溶性鉻離子，它的毒性很強(qiáng)，而且極容易被人體腸道和植物吸收，最后在生物體內(nèi)造成富集，對人的健康和農(nóng)作物的正常生長起到了嚴(yán)重的影響。鐵屑- 活性炭微電解法能夠起到有效處理鉻離子廢水的作用。鐵屑和活性炭中的羰基成分分別組成了微電池的陽極和陰極，在含有鉻離子的制藥廢水中會發(fā)生一下的反應(yīng)：
陽極（Fe）：Fe-2e=Fe2+；E=-0.44V
陰極（C）：O2+2H2O+4e=4OH-；E=+0.44V
新生的鐵離子擁有較強(qiáng)的化學(xué)活性，能夠使得六價的鉻離子出現(xiàn)還原反應(yīng)，隨著還原反應(yīng)的不斷進(jìn)行，消耗了水中的大量氫元素，而氫氧根離子在不斷增加，從而導(dǎo)致廢水的PH值不斷增高，進(jìn)而形成Fe(OH)3或者Fe(OH)2等絮狀沉淀。這些絮狀沉淀和活性炭一樣具有較強(qiáng)的化學(xué)吸附特性，能夠吸附制藥廢水中的六價鉻離子，然后通過過濾器的處理就能夠分理處六價鉻離子，避免其排放后對人體和植物造成影響。鐵屑-活性炭微電解法在處理化學(xué)制藥廢水中的運用是活性炭技術(shù)在化學(xué)制藥中的一項重大運用，了解它的運用原理能夠幫助我們在今后更加完善地處理制藥廢水問題。
2 活性炭在制藥過程中去除熱原的原理
活性炭由于其具有巨大的表面積、內(nèi)部發(fā)達(dá)的毛細(xì)孔隙結(jié)構(gòu)、極強(qiáng)的吸附特性以及優(yōu)良的穩(wěn)定性等特點，使其在化學(xué)制藥過程中常常被用來吸附原料的熱源以及一些脫色、除雜、幫助過濾等，是化學(xué)制藥過程中不可或缺的生產(chǎn)輔料。目前藥物制備時如何有效去除熱原一直是當(dāng)今化學(xué)制藥技術(shù)中的一個難題，在藥物制造和生產(chǎn)過程中避免熱原污染藥物產(chǎn)品以及去除熱原的措施一直是化學(xué)制藥工作中的關(guān)鍵。為了在不影響化學(xué)制藥過程中藥品的生物活性以及質(zhì)量，同時有效地去除熱原，采用活性炭來去除藥物的熱原取得了很好的效果。活性炭因為其具有較強(qiáng)的吸附能力，當(dāng)生產(chǎn)過程中一些藥物制品在反應(yīng)中釋放熱量的時候，活性炭由于其發(fā)達(dá)的內(nèi)部毛細(xì)孔隙和表面積能夠充分吸收掉這些熱原，進(jìn)而能夠在制藥過程中有效地去除藥品的熱原，避免損害藥物的生活活性和收率。另外，由于活性炭穩(wěn)定的物理特性和其具有的催化特性，使得在運用活性炭去除熱原的過程中，起到了操作便捷、迅速并且重復(fù)使用效果強(qiáng)的作用。比如說，活性炭對人參皂苷R具有很強(qiáng)的吸附作用，且溫度升高時，活性炭的吸附作用會不斷增強(qiáng)。在提取精制的人參皂苷R時，將活性炭注入到人參莖葉的提取液中，讓其含量達(dá)到1%，同時加熱回流半個小時，對這些提取液能夠起到很好的脫色除雜效果；在藥物成品的制作過程中，注入2%左右的活性炭，同時加熱回流到20分鐘左右，對該注射液能夠起到去除熱原的良好效果。
3 活性炭在制藥用水中起凈化作用的原理
制藥用水是藥品質(zhì)量保障的關(guān)鍵點，為了讓制藥用水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，就需要運用活性炭技術(shù)來凈化制藥用水。其中運用生物活性炭來凈化制藥用水的效果好。生物活性炭能夠有效地降低水中的有機(jī)化合物濃度，同時起到很好的后續(xù)消毒作用，此外，生物活性炭還能夠去除水中一些微量持久的有機(jī)物、改善相關(guān)的感官指標(biāo)等作用。生物活性炭能夠迅速吸附溶解在水中的有機(jī)物，并且將一些水中的微生物富集，避免這些有機(jī)物和微生物對后續(xù)的化學(xué)制藥進(jìn)程產(chǎn)生影響。生物活性炭所吸附的有機(jī)物能夠為水體內(nèi)的微生物提供充足的養(yǎng)分，這樣就會出現(xiàn)微生物聚集在活性炭上的情況，然后再通過過濾手段，將水中的活性炭分離出來，就能夠保障制藥水體能夠得到真正地凈化效果。微生物的活動能夠?qū)ι锘钚蕴慨a(chǎn)生一定的影響，由于附著在生物活性炭上的微生物能夠抵制一些難以降解的有機(jī)物的侵害和自身所具有的快速的內(nèi)源呼吸功能，使得生物活性炭在凈化制藥用水時還具有再生的功能，這樣就提升了生物活性炭對制藥用水的凈化能力。
三、結(jié)語
綜上所述，活性炭由于其具有的特殊物理和化學(xué)特性，在化學(xué)制藥行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。分析活性炭在化學(xué)制藥過程中處理制藥廢水，去除反應(yīng)熱原并且凈化制藥用水的原理，能夠幫助我們更加科學(xué)地認(rèn)識到活性炭的作用，推廣活性炭技術(shù)在化學(xué)制藥工藝中的運用。