活性炭的性能及在制药生产中的应用

高刚 任晓伟

摘 要： 目的：对活性炭的性能进行了解，详细掌握它的用法及用量，将活性炭合理地应用在制药的生产中，以期提高制药的质量。方法：详细阐述活性炭的制备原料、制备方法、检验的质量标准及在制药生产中的应用效果。结果：发达的孔隙结構是活性炭的典型特征，且活性炭具有巨大的比表面积、良好的稳定性及极强的吸附能力等优点，其用于制药过程中起到吸附热原、杂质等的作用。结论：在制药的过程中采用先进的优选工、将多方面的因素综合考虑、才可使活性炭发挥出最大的功效。

关键词： 活性炭；性能；制药生产；应用

活性炭是一种非常重要的工业原料，在各种工业生产中得到非常广泛的应用。活性炭具有物理化学性质稳定、耐酸碱、耐高温高压、不溶于水及有机溶剂、可再生利用等优点，在化工、环保、食品及制药等领域均有十分广泛的应用[1]。活性炭具有物理吸附及化学吸附的双重特性，可以吸附气相、液相中的各种物质，且吸附还具有选择性，可以在产品或医药制作过程中具有消毒去臭、脱色精制及去污提纯的目的。在医院的临床疾病治疗中，活性炭可以应用于病人的抢救。在制药的行业中，因为活性炭具有除杂、脱色、吸附热原、助虑等作用而被广泛应用于药品的生产。

1活性炭的应用基础

活性炭是一种非极性的吸附剂，具有非常大的表面积及发达的孔隙。通过范德华力，吸附质可以与活性炭之间进行结合。而不同的物质被吸附的最小孔隙不尽相同。若孔隙过大，则吸附质不能再孔隙中保留；若孔隙过小，则吸附质不能进入孔隙中。因此，只有在活性炭中适合吸附质分子被吸附的孔隙占有的比例越大，活性炭对该吸附质的吸收量就越大。同时，活性炭对于无机化合物表现出来的吸附能力差异较大。最重要的是，活性炭的药用并不会有毒副作用产生。

2活性炭的制造工艺

多种碳质材料经过炭化、活化处理可以得到活性炭。由于活化工艺及原料成分结构的不同，所制得的活性炭的吸附性能也不同。原料的适合及制造工艺的先进，可以为制造出应用于各种特殊用途的细孔结构及具有非常丰富表面特征的活性炭[2]。

2.1活性炭的制备原料

常见的活性炭的生产原料有椰子壳、国核、木材、木屑、无烟煤、燃煤、石油焦、聚氯乙烯、聚丙烯、旧轮胎、各种数树脂等，可见活性炭的制备原料的来源之相当广泛。药用炭的制备国家标准规定要以木屑、木炭或其他的木质原料为制备原料，使用化学法或物理活化工艺法加工制作而成的粉状活性炭。因此，不同的制备原料应该应用于不同的活性炭应用的领域。

2.2活性炭的制备方法

物理活化法及化学活化法是常用的制作活性炭的两种方法。针剂用活性炭的国家标准中规定采用以上两种方法进行生产。物理活化发是指现将原料做炭化处理，在高温的情况下利用水、二氧化碳等气体与炭化后的原料出现活化反应，使得众多的微孔结构得以形成。从其制备的过程来看，此种方法亦可称为气体活化法。因为水具有在颗粒中扩散的速度非常快等特点，因此，在工业上多采用水蒸气活化发对活性炭进行制备。简单的工艺流程为首先将原料做研磨处理，加热炭化后继续研磨，之后将其置于水或二氧化碳的环境中加热活化，完毕后进行洗涤干燥，活性炭即制作完成。物理活化法的实质就是活化气体和含碳原料内部的活性点上的碳原子进行反应，通过开孔、扩孔及创造新孔来形成丰富的微孔。具有活化温度高、时间长、能耗大、反应条件温和、对设备材质的要求低、对环境基本无污染等特点[3]。化学活化法是指将原料及化学试剂、一般为活化剂相混合、浸渍一段时间后同时进行炭化及活化，过程中惰性气体的保护。简单的工艺流程为将粉状的原料及化学活化剂进行混合干燥后，给予加热炭化及活化，完毕后进行水洗干燥，活性炭即制成。此种化学方法基本原理是将化学试剂镶嵌到炭颗粒的内部结构中，两者之间相互作用而开放出丰富的微孔。在两种制备方法的比较中，化学活化法的活化产率高、对过程进行的温度要求低、具有较大的优越性，但是其还可以对设备造成腐蚀，对环境有所污染，因此使用受到一定限制。

3活性炭在制药生产中起到的作用

活性炭具有相当发达的孔隙结构，比表面积较大，且具有极强的吸附能力及良好的稳定性，在制药行业中得到相当广泛的应用。活性炭主要应用于制药的吸附热原、除杂、脱色及助虑等方面，是药物生产的重要敷料之一。在药物的制备中，活性炭的应用可以基本解决去除热原这一生物技术领域的难题，在生产中避免热原对制品的污染、及时给予消除，应及时对被热原感染的半成品或成品进行清除，同时要对制品的生物活性及收率有一定的保障。同时活性炭在脱色除杂等方面均具有良好的效果[4]。

活性炭具有其他物质不具有的众多优良性能，在生物药物制剂的生产中发挥着巨大的作用，但是在生产使用的过程中要对用法及用量给予严格、详细的掌握，争取达到最佳的使用效果。减少不但降低吸附能力、而且对制剂造成了污染、影响药品质量的情况发生。因此，要做到选择符合相应工艺要求的活性炭、活性炭在使用前做一些必要的预处理、最好在短时间内完成脱碳、通过加炭前后药物含量的变化来判断是否可以对生物碱盐等小剂量药物的吸附、注意主药的含量及浓度、在主药含量低时先用活性炭处理溶剂后再进行主药的添加、在主药量大的溶剂的配置中利用活性炭可吸附在高浓度时不溶解的杂质采用缩配法配置[5]。

综上所述，活性炭具有众多优点，适应于包括医药行业在内的众多领域，但在药物制剂的实际生产中，要对多方面的因素给予综合考量，摸索出最佳的工艺条件，将活性炭的优势性能发挥到最大，在整体层面提高制剂的质量。

参考文献

[1]林宇澄， 范中彦， 曾旭. 活性炭吸附在制药废水处理中的应用进展[J]. 化工管理， 2016（31）：104-105.

[2]郝晨光. 纤维状活性炭性能及其在粘胶纤维生产废气治理中的应用[J]. 人造纤维， 2016， 46（3）：27-30.

[3]张大为， 陈国笋， 杨金志. 活性炭在注射剂配制工艺中的应用与探讨[J]. 化工与医药工程， 2017， 38（3）：28-31.

[4]许启超， 张然纯， 王岱. 化学制药中活性炭技术的应用[J]. 化工设计通讯， 2016， 42（6）：134-134.

[5]江淦福， 李谋， 胡冲. 活性炭固定硝化菌种处理高氨氮制药废水的中试应用[J]. 浙江化工， 2016， 47（4）：35-38.