活性炭的吸附機(jī)理： 活性炭可被視為一種由數(shù)百萬孔隙(相當(dāng)于“由分子組成的海綿”)提供了驚人表面積的材料。 通過化學(xué)力和/或物理力將流體分子富集到這種表面上的過程稱為“吸附”;而“吸收”則是一個(gè)流體分子被選定的液體或固體材料吸納并分散到液體或固體吸收劑中的工藝過程。 在物理吸附過程中，吸附質(zhì)分子由于弱的范德華力(這種力產(chǎn)生于分子之間的吸引作用)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)吸附過程中，吸附質(zhì)分子與活性炭的表面(或活性炭表面負(fù)載的浸漬劑)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并以非常強(qiáng)烈的化學(xué)鍵合力被活性炭吸持。 通常情況下，為了達(dá)到吸附目的，活性炭中必須含有與待吸附分子尺寸相當(dāng)?shù)目紫�。由吸附了吸附質(zhì)分子的周圍孔壁對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的吸附力能夠達(dá)到最大值，且應(yīng)當(dāng)大于分子的能量級(jí)。 例如，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。另一個(gè)例子是稀有氣體氪和氙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)到最高值。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。 在恒溫狀態(tài)下，繪制“吸附量～吸附壓力關(guān)系圖(對(duì)于氣相吸附)”或“吸附量～濃度關(guān)系圖(對(duì)于液相吸附)”，獲得的曲線即“(吸附)等溫線”。 對(duì)于同系化學(xué)物質(zhì)來說，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)。 設(shè)計(jì)一個(gè)含有多種吸附質(zhì)組成成分的獨(dú)特吸附系統(tǒng)時(shí)，記得這一事實(shí)規(guī)律是很有益處的。 含多種吸附質(zhì)成分的活性炭吸附系統(tǒng)達(dá)到吸附平衡后，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)在所有吸附質(zhì)都達(dá)到平衡之前，那些分子量較大的吸附質(zhì)是優(yōu)先被吸附的成分。這種現(xiàn)象被稱為“競(jìng)爭(zhēng)吸附”或“優(yōu)先吸附”，最早被吸附的小分子量物質(zhì)被隨后吸附的大分子量物質(zhì)替代，前者重新從吸附劑的表面脫附。 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。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。 通常來說活性炭的表面會(huì)排斥帶電荷的物質(zhì)，相對(duì)于多數(shù)有機(jī)分子，水是高荷電性物質(zhì)形態(tài)(易于離子化)，故活性炭對(duì)有機(jī)分子的吸附會(huì)優(yōu)先發(fā)生。與叔胺化合物相比，伯胺化合物的氮原子幾乎不帶電荷;而相比于仲胺化合物，叔胺化合物的氮原子荷電量要少一些。因此伯胺比仲胺化合物更易于被活性炭吸附。 可依此預(yù)測(cè)，活性炭對(duì)那些不帶電荷的大分子物質(zhì)的吸附量水平會(huì)更高些;而那些高荷電的小分子物質(zhì)則不容易被活性炭所吸附。 分子的形狀也會(huì)影響吸附，但這通常被視為一個(gè)次要的因素。 對(duì)于那些僅能被活性炭以低水平量進(jìn)行物理吸附的物質(zhì)(如氨氣、二氧化硫、硫化氫、汞蒸氣以及甲基碘等)，可以忽略操作條件變化對(duì)吸附量的影響。提高活性炭對(duì)這些物質(zhì)吸附量的辦法，可采取選用能與吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的特殊化合物(或其前驅(qū)體物質(zhì))來浸漬活性炭。 由于活性炭含有非常巨大的表面(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”。 與物理吸附完全不同，被活性炭表面化學(xué)吸附的物質(zhì)已發(fā)生了化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變，已不可能再以原初的物質(zhì)形態(tài)從活性炭中脫附出來(脫附物已不是原來的組分，而是其與浸漬劑的反應(yīng)產(chǎn)物)。這種方法已應(yīng)用到許多工業(yè)過程，尤其是工業(yè)催化領(lǐng)域，采取將催化活性組分分散到活性炭表面的方法來大幅度提高催化劑的能力。 選購(gòu)活性炭的注意事項(xiàng)： 1、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)來選購(gòu)適合自己用途的活性炭。 2、了解它的體積：同樣12包*50g=1盒為什么僑波活性炭要比別家的體積大呢?上面已經(jīng)介紹過了，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，在同等重量包裝的情況下，性能好的活性炭會(huì)比劣質(zhì)活性炭體積大許多。 3、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色的神奇能力，這其實(shí)就是因?yàn)榛钚蕴课�附了有色液體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)過程中。取兩只透明杯子，在一只杯子里放入純凈水，然后滴入一滴紅墨水(這里可以用任何一種便于觀察但不改變水的性質(zhì)的色素都可以，例如藍(lán)墨水、打印機(jī)彩色墨水，但不能使用墨汁和碳素墨水)，攪拌均勻后將一半有色水倒入另一個(gè)杯子中留作對(duì)比樣。將活性炭放入有色水中，數(shù)量應(yīng)達(dá)到水的一半或更多，這樣效果會(huì)比較明顯，靜置10—20分鐘后與對(duì)比水樣進(jìn)行對(duì)照，在同等條件下，脫色效果越強(qiáng)說明活性炭吸附性越好。 河南皓泉環(huán)�？萍加邢薰�司是專業(yè)生產(chǎn)果殼活性炭，椰殼活性炭，煤質(zhì)柱狀活性炭，煤質(zhì)顆粒活性炭，粉狀活性炭等各種水處理材料的廠家，歡迎您的來電咨詢：15136212388李先生 傳真：0371-85612066