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活性炭的吸附機理 星海凈水 |
| 文章來源：星海凈水 編輯：佚名 發布日期：2014/1/17 10:37:09 |
| 活性炭是一種由數百萬孔隙組成的碳化物，其結構就像我們熟知的海綿。通過物理力將流體分子富集到這種表面上的過程稱為“吸附”;在物理吸附過程中，吸附質分子被吸持到活性炭的表面上，而活性炭和吸附質的化學結構均未發生改變。而在化學吸附過程中，吸附質分子與活性炭的表面之間發生化學反應，并以強烈的化學鍵合力被活性炭吸持。 當采用微孔型椰殼活性炭進行脫色時，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，不能經由尺寸比它小的通道進入微孔內部。而椰殼活性炭對小分子物質的吸附效果極佳。氣體易于被椰殼活性炭吸附，而在大孔型炭如木質活性炭中則易于脫附。 當孔隙內部發生吸附質的“液相填充”時活性炭的吸附能力達到值。在極高蒸氣壓力條件下，甚至在中孔(2.5nm)內部也會由于吸附質的多層吸附而引起“毛細管凝聚”(即“液相填充”)現象。 對于同系化學物質來說，活性炭吸附量可隨著壓力的增大而增加，也可隨吸附質分子量的增大而增加。因此，活性炭對甲烷的吸附量要低于丙烷(對甲烷的吸附更困難些)。 發生于蒸氣相中的物理吸附會受到一些外部工藝參數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分子的運動能力較低。這種影響也存在于含水分和有機物的體系中，水分子易于被炭的表面吸附，但是當可在活性炭表面優先吸附的有機物到達時水分子則會被及時脫附出來。發生競爭吸附的原因一般是由于分子尺寸的不同而引起的，同時分子電荷的差異也是引起這種現象的一個不容忽視的原因。 由于活性炭含有巨大的表面(一只鞋子內裝入的活性炭顆粒，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，因此吸附質分子被浸漬的化合物捕獲并反應的機率極高。這種除去吸附質的機理被稱為“化學吸附”。 選購活性炭的注意事項： 熟悉它的指標：活性炭常用吸附指標主要有：碘吸附值、四氯化碳(CTC)吸附值、亞甲藍吸附值，碘吸附值用來表示活性炭對液體物質的吸附能力，四氯化碳吸附值用來表示活性炭對氣體物質的吸附能力，亞甲藍吸附值是用來表示活性炭脫色能力的。這三種指標越高，表明活性炭的吸附能力越強。因此大家在購買活性炭時可根據自己的使用情況結合廠家提供的這些指標來選購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構，孔隙越多，活性炭越酥松，相對密度也就會越輕，因此好的活性炭手感上會比較輕，在同等重量情況下，性能好的活性炭會比劣質活性炭體積大許多。 掌握其脫色能力：活性炭吸附能力的另一個表現就是脫色能力，活性炭具有能將有色液體變成淺色或無色的神奇能力，這其實就是因為活性炭吸附了有色液體里的色素分子的原因造成的。正因為活性炭的這種特性，被廣泛應用于制糖工業領域中紅糖變白糖的生產過程中。 |