一般认为,活性炭是一种拥有发达孔结构和较大表面积的无定型炭材料。在加工过程中,非炭的杂质被去除,表面呈氧化态。虽然现在活性炭的使用被认为是理所当然的,但是它从产生到被广泛认可还是经历了很长时间。
一方面,现代的活性炭技术应用时间并不长;而另一方面,人类使用活性炭的历史可追溯到远古时期。最早使用活性炭的人是记载于公元前3750年的埃及人和苏美尔人,当时人们使用木炭作为青铜冶炼的还原剂、炊事燃料和药材。公元1550年前,埃及的纸莎草纸首次记载了人们用木炭来吸附去除腐烂木头产生的异味。古希腊人把木炭当作缓解食物中毒的药物。木炭吸附了细菌释放的毒素,从而减轻了细菌对人体的毒害。
公元450年前的印度史料记载,人们使用砂和木炭来过滤净化饮用水。对腓尼基商船残骸的考古研究表明,当时人们已经使用炭化过的木桶来装水以保持饮用水的清洁。在希波克拉底(希腊名医,公元前460~公元前370年)时代和老普林尼(公元23~79年)时代,木炭已作药用。公元前157年,木质和骨质的炭被作为药材治病。公元200年,一篇关于处理水的梵文文献提到,推荐将存放在铜质水桶中的水先用煤过滤然后再日光曝晒,这可能是目前为止关于水消毒方法最早的文献了
在15世纪的哥伦布时代,水手们发现将木桶内壁用火烧黑再装水,水质会保持更久。在那个时代,人们的这些做法主要来自于经验,并没有任何关于原理的探讨。炭吸附理论直到18世纪之后才逐渐被人类所认识。
18世纪,人们用木头和兽骨制炭,并将其用于液体处理。Scheele于1773年在气体处理过程中发现了木炭的独特吸附作用。1786年,Lowitz进行了液体脱色实验,首次对木炭的液相吸附脱色能力进行了系统考察。当时制糖工业正在寻找一种更为有效的糖浆脱色方法,但木炭的孔不够发达,不能满足糖脱色的需求。1794年,一家英国制糖公司找到了一种可以满足糖脱色的制炭方法。这种方法一直被严格保密直到1812年申报了专利。1805年开始,法国的大型制糖工厂开始使用木炭脱色,到1808年欧洲所有的糖脱色都使用木炭。
1811年,人们发现骨炭用于糖浆脱色效果比木炭更好。因此,在制糖工业上人们纷纷转向骨炭。1817年eph de Cavaillon申请了一份关于骨炭再生的专利,但是后来证明这个方法效果并不尽如人意,1822年Bussy发现脱色效果受到炭原料、热加工方法和产品最终粒径的影响,这是关于活性炭热加工法和化学法生产工艺的最早记录,再后来的19世纪,Schatten系统研究了骨炭的制备和再生,Stenhouse 开展了使用木炭进行下水道除臭的研究工作。
1862年,Lipscombe制备了一种处理自来水的炭,这个工作开启了活性炭的大规模应用,先是用于自来水处理,然后逐步拓展到废水处理。1865年,Hunter 发现椰売炭对气体有良好的去除作用,1881年,Kayser在描述炭对气体的去除作用中首次正式提出了“吸附”这个概念。
活性炭的工业化生产始于20世纪初,当时主要集中在欧洲。当时粉末活性炭主要用于化学和食品工业。这些化学活化过程主要使用氯化锌和磷酸作为活化剂美国的活性炭生产差不多与欧洲同步。最早的活性炭是用苏打生产过程的废弃物黑灰为原料制备的,而且非常传奇的是据说黑灰这一较好的液相脱色性能是偶然被发现的。美国活性炭的商业化生产始于1913年。粉炭最早于1923年被芝加哥的肉类包装商用于异味处理。
第一次世界大战中毒气武器的使用促进了颗粒活性炭的发展和大规模生产。防毒面具中大量地使用颗粒炭。随后,颗粒炭应用拓展到水处理、溶剂回收和气体净化。第一次世界大战后,欧洲开始尝试使用新的原料来生产活性炭,如椰壳、杏壳,并取得了长足的发展。人们使用氯化锌活化生产出了具有较高强度和吸附性能的气相用炭。随后的1935~1940年,人们使用木屑压块制成了用于溶剂回收和苯吸附的氯化锌活化炭。在现代工业化生产中氯化锌基本已被磷酸代替。
新发展期(1950~1975年)。第二次世界大战后,话性炭工业的主导权已从欧洲转到美国,为保护环境和节省能源,活性炭用途已扩大到空气净化、废水处理、香烟滤嘴等方面。原料转向煤、石油。多层耙式炉、流动床炉等气体活化法逐步扩大,药品(氯化锌)活化法逐渐减少,再生技术提上日程,进入现代化工业水平.这时在美国活性炭的应用已遍及17个行业,如自来水、工业用水净化,气体净化、分离,溶剂回收,制糖等。
目前,美国是世界上最大的活性炭生产和使用国,年产量约16万t。其次是俄罗斯约8万t。日本随着工业的崛起,活性炭工业发展也很快,粉状炭从1950年的2000t增长到1970年的2万t,粒状炭从零增长到1.5万t,现达到6万余t。产活性炭的其他国家还有:荷兰(3万t)、德国(2万t)、法国(1.5万t)、意大利、南斯拉夫等。世界年总产量约70万t,贸易量约15万1。当前的趋势是:原料向价廉且能大量供给的如煤、石油沥青、纸浆废液方向发展;设备向大型连续、自动化方向发展,科研开发深入,新技术、新产品不断出现。