活性炭
來源: 閱讀:1393 更新時間:2008-12-30 14:55一、活性炭的吸附機理
活性炭產生吸附的主要原因是固體表面上的原子力場不飽和,有表面能,因而可以吸附某些分子以降低表面能。固體從溶液中吸附溶質分子后,溶液的濃度將降低,而被吸附的分子將在固體表面上濃聚。
活性炭在制造過程中,其揮發性有機物被去除,晶格間生成了空隙,形成許多不同形狀、不同大小的細孔。通常活性炭顆粒中的孔隙占顆粒總體積的70%~80%。這些孔隙形狀多樣,孔徑分布范圍很廣,細孔壁的總表面積即比表面積一般高達500~1700平方米/克。這就是為什么活性炭吸附能力強、吸附容量大的主要原因。
活性炭的吸附特性不僅與細孔構造和分布情況有關,而且還與活性炭的表面化學性質有關。活性炭本身是非極性的,其含量及電荷隨原料組成、活化條件不同而異,低溫活化(< 500℃)的碳可以生成表面酸性氧化物,水解后可以放出H+。由于活性炭表面有微弱的極性使其他極性溶質競爭活性炭表面的活性位置,導致非極性溶質吸附量的降低,而對水中某些金屬離子交換吸附或絡合反應,提高了活性炭對金屬離子的吸附效果。
總之,在吸附過程中,真正決定吸附能力的是微孔結構。全部比表面幾乎都是微孔構成的。粗孔和過渡孔分別起著粗、細吸附通道作用,它們的存在和分布在相當程度上影響了吸附和脫附速率。此外,活性炭吸附性質還受活性炭表面化學性質影響。