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活性炭的吸附機(jī)理 星海凈水 |
| 文章來(lái)源：星海凈水 編輯：佚名 發(fā)布日期：2014/1/17 10:37:09 |
| 活性炭是一種由數(shù)百萬(wàn)孔隙組成的碳化物，其結(jié)構(gòu)就像我們熟知的海綿。通過(guò)物理力將流體分子富集到這種表面上的過(guò)程稱為“吸附”;在物理吸附過(guò)程中，吸附質(zhì)分子被吸持到活性炭的表面上，而活性炭和吸附質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)均未發(fā)生改變。而在化學(xué)吸附過(guò)程中，吸附質(zhì)分子與活性炭的表面之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并以強(qiáng)烈的化學(xué)鍵合力被活性炭吸持。 當(dāng)采用微孔型椰殼活性炭進(jìn)行脫色時(shí)，脫色能力很低，其原因是著色分子或色素分子一般是較大的分子，不能經(jīng)由尺寸比它小的通道進(jìn)入微孔內(nèi)部。而椰殼活性炭對(duì)小分子物質(zhì)的吸附效果極佳。氣體易于被椰殼活性炭吸附，而在大孔型炭如木質(zhì)活性炭中則易于脫附。 當(dāng)孔隙內(nèi)部發(fā)生吸附質(zhì)的“液相填充”時(shí)活性炭的吸附能力達(dá)到值。在極高蒸氣壓力條件下，甚至在中孔(2.5nm)內(nèi)部也會(huì)由于吸附質(zhì)的多層吸附而引起“毛細(xì)管凝聚”(即“液相填充”)現(xiàn)象。 對(duì)于同系化學(xué)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，活性炭吸附量可隨著壓力的增大而增加，也可隨吸附質(zhì)分子量的增大而增加。因此，活性炭對(duì)甲烷的吸附量要低于丙烷(對(duì)甲烷的吸附更困難些)。 發(fā)生于蒸氣相中的物理吸附會(huì)受到一些外部工藝參數(shù)如溫度和壓力的影響。在較低溫度和較高壓力條件下，吸附效率更高，原因是在這樣的工藝條件下吸附質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)能力較低。這種影響也存在于含水分和有機(jī)物的體系中，水分子易于被炭的表面吸附，但是當(dāng)可在活性炭表面優(yōu)先吸附的有機(jī)物到達(dá)時(shí)水分子則會(huì)被及時(shí)脫附出來(lái)。發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附的原因一般是由于分子尺寸的不同而引起的，同時(shí)分子電荷的差異也是引起這種現(xiàn)象的一個(gè)不容忽視的原因。 由于活性炭含有巨大的表面(一只鞋子內(nèi)裝入的活性炭顆粒，其表面積大約為1/2平方英里!)，涂鍍的浸漬劑可在如此巨大的面積上完全分散，因此吸附質(zhì)分子被浸漬的化合物捕獲并反應(yīng)的機(jī)率極高。這種除去吸附質(zhì)的機(jī)理被稱為“化學(xué)吸附”。 選購(gòu)活性炭的注意事項(xiàng)： 熟悉它的指標(biāo)：活性炭常用吸附指標(biāo)主要有：碘吸附值、四氯化碳(CTC)吸附值、亞甲藍(lán)吸附值，碘吸附值用來(lái)表示活性炭對(duì)液體物質(zhì)的吸附能力，四氯化碳吸附值用來(lái)表示活性炭對(duì)氣體物質(zhì)的吸附能力，亞甲藍(lán)吸附值是用來(lái)表示活性炭脫色能力的。這三種指標(biāo)越高，表明活性炭的吸附能力越強(qiáng)。因此大家在購(gòu)買(mǎi)活性炭時(shí)可根據(jù)自己的使用情況結(jié)合廠家提供的這些指標(biāo)來(lái)選購(gòu)適合自己用途的活性炭。 了解它的體積，要想提高活性炭的吸附性能，只有盡可能多地在活性炭上制造孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙越多，活性炭越酥松，相對(duì)密度也就會(huì)越輕，因此好的活性炭手感上會(huì)比較輕，在同等重量情況下，性能好的活性炭會(huì)比劣質(zhì)活性炭體積大許多。 掌握其脫色能力：活性炭吸附能力的另一個(gè)表現(xiàn)就是脫色能力，活性炭具有能將有色液體變成淺色或無(wú)色的神奇能力，這其實(shí)就是因?yàn)榛钚蕴课搅擞猩后w里的色素分子的原因造成的。正因?yàn)榛钚蕴康倪@種特性，被廣泛應(yīng)用于制糖工業(yè)領(lǐng)域中紅糖變白糖的生產(chǎn)過(guò)程中。 |
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