吸附剂-活性炭的特性和吸附机理|巩义市豫润海源净水材料有限公司,生产销售电话:13703905211
活性炭是一种常见的黑色大表面多孔性吸附剂,其主要成分是无定形碳,含有少量的氢、氧、氮、硫及灰分。活性炭作为优良的吸附剂,活性炭的特性如下:
①大的比表面积:大的比表面积提供了大吸附能力的条件。活性炭的比表面积通常都在每克几百平方米以上,很容易*通过1000m2/g的样品。
②发达的孔隙结构:常规生产工艺制备的活性炭都含油丰富的微孔,微孔提及通常可以达到0.2-0.6cm3/g。由于微孔的大小与吸附分子大小近于同样数量级,所以吸附分子力收到四周孔壁的叠加吸附作用力,克有大的吸附量,强大吸附量与微孔体积相等。活性炭的吸附机理可以称为微孔填充。
活性炭具有碳的六角形排列的网状平面组成的微晶群和无规则碳的结构,使其对吸附分子有强烈的色散力作用。因此,活性炭即可吸附非很 性分子又可以吸附一些很 性分子。
活性炭有相当好的化学稳定性,耐酸,耐碱,具有一定的力学强度、可反复使用、生产成本较低等优点。
从宏观来说,决定活性炭吸附能力大小的是比表面大小、孔结构特点、表面特定和吸附质的性质。从微观上来说,活性炭的吸附主要取决于以下活性炭的机制。
①范德华力引起的物理吸附。活性炭的基本微晶是和石墨类似的二维平面结构,排成六角形的碳原子平行平面对外来吸附物质有强烈的范德华力作用,作用导致物理吸附的发生。这也是人们通常将活性炭主要归于非很 性吸附剂的原因。在范德华力作用中吸附某种物质可以达到分离、回收、净化等目的的大多是应用活性炭表面对某种物质有强烈的物理吸附作用。
②活性炭对某些化学反应有催化作用。例如活性炭存在下,硫化氢可发生氧化反应:二氧化硫+氧气可以生成二氧化硫+水,二氧化硫+硫化氢可以生成硫+水 该反应的机理尚不完全清楚,但在催化剂表面发生催化反应,反应物一定要首先被化学吸附。活性炭由类似于石墨结构的微晶构成,在这些微晶中有大量的不饱和键,大的比表面和丰富的孔结构也使活性炭表面有大量的处于边、棱上的高能量碳原子。有些不饱和键、高能量碳原子。这些不饱和键、高能量碳原子都可能成为发生化学吸附的位置。
③活性炭的微孔容积占总孔容积的很大比例.进入微孔中的吸附质分子受到四方孔壁的叠加作用能,当气体平衡压力不是很大的时候,微孔即可被吸附物质填满。在中孔中,在一定的气体平衡压力下,被吸附的吸附物质形成凹液面,在此凹液面上发生毛细凝结,从而吸附量急剧增加。现在,可以将毛细凝结作用引起的吸附物质在孔性固体中的浓集归于吸附作用。