活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)與構(gòu)造
發(fā)布者：gyyhlc01 發(fā)布時(shí)間：2014-03-03 22:23:19
細(xì)孔構(gòu)造和細(xì)孔分布
活性炭在制造過程中，揮發(fā)性有機(jī)物去除后，晶格間生成的空隙形成許多形狀和大小不同的細(xì)孔。這些細(xì)孔壁的總表面積（即比表面積）一般高達(dá)500～1700㎡/g，這就是活性炭吸附能力強(qiáng)、吸附容量大的主要原因。
表面積相同的活性炭，對同一種物質(zhì)的吸附容量有時(shí)也不同，這與活性炭的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和細(xì)孔分布有關(guān)。細(xì)孔結(jié)構(gòu)隨原料、活化方法、活化條件不同而異，一般可以根據(jù)細(xì)孔半徑的大小分為三種：
大微孔 半徑1000～100000A
過渡孔 20～1000A
小微孔 ～20A
（A=10`9㎝）
一般活性炭小微孔容積約為0.15～0.90ml/g，表面積不超過單位重量吸附劑總表面積的5%，用藥劑活化法制得的活性炭，孔容積和表面積可以提高。液相吸附時(shí)，吸附質(zhì)（溶質(zhì)）分子直徑較大，如著色成分的分子直徑多在30A以上，這時(shí)小微孔幾乎不起作用。有些吸附質(zhì)通過過渡孔作為通道擴(kuò)散到小微孔中去，因此吸附質(zhì)的擴(kuò)散速度受過渡孔多少的影響。液相吸附時(shí)，過渡孔的數(shù)量有一定的要求是重要的。
大微孔容積為0.2～0.5ml/g，表面積只有0.5～2㎡/g。對液相物理吸附，大微孔的作用不大，但作為觸媒載體時(shí)，大孔的作用甚為顯著。
表面化學(xué)性質(zhì)
活性炭的吸附特性，不僅受細(xì)孔結(jié)構(gòu)而且受活性炭表面化學(xué)性質(zhì)的影響。
1.活性炭的元素組成 在組成活性炭的元素中，炭占70～95%，因此還含有兩種混合物，一是原料中本來就存在炭化過程中不完全炭化而殘留在活性炭結(jié)構(gòu)中，或在炭化時(shí)以化學(xué)鍵結(jié)合的氧和氫。另一種是灰分，構(gòu)成活性炭的無機(jī)部分�；曳值暮考敖M成隨活性炭的種類而異，椰殼活性炭的灰分在3%左右，煤質(zhì)活性炭的灰分高達(dá)20～30%。活性炭的灰分對活性炭吸附水溶液中有些電解質(zhì)和非電解質(zhì)有催化作用。活性炭含硫較低，活化質(zhì)量好的炭不應(yīng)檢出硫化物，氮的含量極微。
2.表面氧化物 活性炭中氫和氧的存在對活性炭的吸附及其他特性有很大的影響。在炭化及活化過程中，由于氫和氧與碳以化學(xué)鍵結(jié)合，時(shí)活性炭的表面上有各種有機(jī)官能團(tuán)型式的氧化物及碳?xì)浠铮@些氧化物時(shí)活性炭與吸附質(zhì)分子發(fā)生化學(xué)作用，顯示出活性炭的選擇吸附性。
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