活性炭的性能及在制藥生產中的應用

高剛 任曉偉

摘 要： 目的：對活性炭的性能進行了解，詳細掌握它的用法及用量，將活性炭合理地應用在制藥的生產中，以期提高制藥的質量。方法：詳細闡述活性炭的制備原料、制備方法、檢驗的質量標準及在制藥生產中的應用效果。結果：發達的孔隙結構是活性炭的典型特征，且活性炭具有巨大的比表面積、良好的穩定性及極強的吸附能力等優點，其用于制藥過程中起到吸附熱原、雜質等的作用。結論：在制藥的過程中采用先進的優選工、將多方面的因素綜合考慮、才可使活性炭發揮出最大的功效。

關鍵詞： 活性炭；性能；制藥生產；應用

活性炭是一種非常重要的工業原料，在各種工業生產中得到非常廣泛的應用。活性炭具有物理化學性質穩定、耐酸堿、耐高溫高壓、不溶于水及有機溶劑、可再生利用等優點，在化工、環保、食品及制藥等領域均有十分廣泛的應用[1]。活性炭具有物理吸附及化學吸附的雙重特性，可以吸附氣相、液相中的各種物質，且吸附還具有選擇性，可以在產品或醫藥制作過程中具有消毒去臭、脫色精制及去污提純的目的。在醫院的臨床疾病治療中，活性炭可以應用于病人的搶救。在制藥的行業中，因為活性炭具有除雜、脫色、吸附熱原、助慮等作用而被廣泛應用于藥品的生產。

1活性炭的應用基礎

活性炭是一種非極性的吸附劑，具有非常大的表面積及發達的孔隙。通過范德華力，吸附質可以與活性炭之間進行結合。而不同的物質被吸附的最小孔隙不盡相同。若孔隙過大，則吸附質不能再孔隙中保留；若孔隙過小，則吸附質不能進入孔隙中。因此，只有在活性炭中適合吸附質分子被吸附的孔隙占有的比例越大，活性炭對該吸附質的吸收量就越大。同時，活性炭對于無機化合物表現出來的吸附能力差異較大。最重要的是，活性炭的藥用并不會有毒副作用產生。

2活性炭的制造工藝

多種碳質材料經過炭化、活化處理可以得到活性炭。由于活化工藝及原料成分結構的不同，所制得的活性炭的吸附性能也不同。原料的適合及制造工藝的先進，可以為制造出應用于各種特殊用途的細孔結構及具有非常豐富表面特征的活性炭[2]。

2.1活性炭的制備原料

常見的活性炭的生產原料有椰子殼、國核、木材、木屑、無煙煤、燃煤、石油焦、聚氯乙烯、聚丙烯、舊輪胎、各種數樹脂等，可見活性炭的制備原料的來源之相當廣泛。藥用炭的制備國家標準規定要以木屑、木炭或其他的木質原料為制備原料，使用化學法或物理活化工藝法加工制作而成的粉狀活性炭。因此，不同的制備原料應該應用于不同的活性炭應用的領域。

2.2活性炭的制備方法

物理活化法及化學活化法是常用的制作活性炭的兩種方法。針劑用活性炭的國家標準中規定采用以上兩種方法進行生產。物理活化發是指現將原料做炭化處理，在高溫的情況下利用水、二氧化碳等氣體與炭化后的原料出現活化反應，使得眾多的微孔結構得以形成。從其制備的過程來看，此種方法亦可稱為氣體活化法。因為水具有在顆粒中擴散的速度非常快等特點，因此，在工業上多采用水蒸氣活化發對活性炭進行制備。簡單的工藝流程為首先將原料做研磨處理，加熱炭化后繼續研磨，之后將其置于水或二氧化碳的環境中加熱活化，完畢后進行洗滌干燥，活性炭即制作完成。物理活化法的實質就是活化氣體和含碳原料內部的活性點上的碳原子進行反應，通過開孔、擴孔及創造新孔來形成豐富的微孔。具有活化溫度高、時間長、能耗大、反應條件溫和、對設備材質的要求低、對環境基本無污染等特點[3]。化學活化法是指將原料及化學試劑、一般為活化劑相混合、浸漬一段時間后同時進行炭化及活化，過程中惰性氣體的保護。簡單的工藝流程為將粉狀的原料及化學活化劑進行混合干燥后，給予加熱炭化及活化，完畢后進行水洗干燥，活性炭即制成。此種化學方法基本原理是將化學試劑鑲嵌到炭顆粒的內部結構中，兩者之間相互作用而開放出豐富的微孔。在兩種制備方法的比較中，化學活化法的活化產率高、對過程進行的溫度要求低、具有較大的優越性，但是其還可以對設備造成腐蝕，對環境有所污染，因此使用受到一定限制。

3活性炭在制藥生產中起到的作用

活性炭具有相當發達的孔隙結構，比表面積較大，且具有極強的吸附能力及良好的穩定性，在制藥行業中得到相當廣泛的應用。活性炭主要應用于制藥的吸附熱原、除雜、脫色及助慮等方面，是藥物生產的重要敷料之一。在藥物的制備中，活性炭的應用可以基本解決去除熱原這一生物技術領域的難題，在生產中避免熱原對制品的污染、及時給予消除，應及時對被熱原感染的半成品或成品進行清除，同時要對制品的生物活性及收率有一定的保障。同時活性炭在脫色除雜等方面均具有良好的效果[4]。

活性炭具有其他物質不具有的眾多優良性能，在生物藥物制劑的生產中發揮著巨大的作用，但是在生產使用的過程中要對用法及用量給予嚴格、詳細的掌握，爭取達到最佳的使用效果。減少不但降低吸附能力、而且對制劑造成了污染、影響藥品質量的情況發生。因此，要做到選擇符合相應工藝要求的活性炭、活性炭在使用前做一些必要的預處理、最好在短時間內完成脫碳、通過加炭前后藥物含量的變化來判斷是否可以對生物堿鹽等小劑量藥物的吸附、注意主藥的含量及濃度、在主藥含量低時先用活性炭處理溶劑后再進行主藥的添加、在主藥量大的溶劑的配置中利用活性炭可吸附在高濃度時不溶解的雜質采用縮配法配置[5]。

綜上所述，活性炭具有眾多優點，適應于包括醫藥行業在內的眾多領域，但在藥物制劑的實際生產中，要對多方面的因素給予綜合考量，摸索出最佳的工藝條件，將活性炭的優勢性能發揮到最大，在整體層面提高制劑的質量。

參考文獻

[1]林宇澄， 范中彥， 曾旭. 活性炭吸附在制藥廢水處理中的應用進展[J]. 化工管理， 2016（31）：104-105.

[2]郝晨光. 纖維狀活性炭性能及其在粘膠纖維生產廢氣治理中的應用[J]. 人造纖維， 2016， 46（3）：27-30.

[3]張大為， 陳國筍， 楊金志. 活性炭在注射劑配制工藝中的應用與探討[J]. 化工與醫藥工程， 2017， 38（3）：28-31.

[4]許啟超， 張然純， 王岱. 化學制藥中活性炭技術的應用[J]. 化工設計通訊， 2016， 42（6）：134-134.

[5]江淦福， 李謀， 胡沖. 活性炭固定硝化菌種處理高氨氮制藥廢水的中試應用[J]. 浙江化工， 2016， 47（4）：35-38.