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活性炭的吸附机理
活性炭内部有晶体结构和孔隙结构,活性炭表面也有一定的化学结构。活性炭的吸附性能不仅取决于活性炭的物理(孔)结构,还取决于活性炭表面的化学结构。在活性炭的制备过程中,碳化过程中形成的芳香片边缘化学键断裂,形成带有不成对电子的边缘碳原子。这些边缘碳原子具有不饱和化学键,可以与氧、氢、氮、硫等杂环原子反应,形成不同的表面基团。这些表面基团的存在无疑影响了活性炭的吸附性能。x射线研究表明,这些杂环原子与芳香芯片边缘的碳原子结合,生成含有氧、氢和氮的表面化合物。当这些边缘成为主要的吸附表面时,这些表面化合物改变了活性炭的表面特性和表面性质。活性炭的表面基团可分为酸性、碱性和中性三种类型。酸性表面官能团包括羰基、羧基、内酯、羟基、醚、酚等。能促进活性炭对碱性物质的吸附;碱性表面官能团主要包括吡喃酮(环酮)及其衍生物,能促进酸性物质在活性炭上的吸附。
磷酸等酸性活化剂制备的活性炭表面主要是酸性基团,能很好地吸附碱性物质;KOH、K2CO3等碱性活化剂制备的活性炭主要由碱性基团组成,适用于吸附酸性物质。然而,通过物理活化方法如CO2和H2O制备的活性炭的表面官能团通常是中性的。
活性炭的吸附机理
活性炭吸附是指活性炭的固体表面吸附水中的一种或多种物质,达到净化水质的目的。活性炭的吸附能力与活性炭的孔径和结构有关。一般来说,粒径越小,孔隙扩散速度越快,活性炭的吸附能力越强。
吸附容量和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附容量用吸附量来衡量,吸附速度是指单位时间内单位重量吸附剂的吸附量。在水处理中,吸附速度决定了吸附剂与污水的接触时间。
活性炭按制造使用的主要原料分为四类:煤活性炭、木活性炭、合成活性炭和其他活性炭。根据制造中使用的主要原材料和相应的产品形状组合,将其分为16种类型。其中,煤基活性炭分为柱状煤基颗粒活性炭、碎煤基颗粒活性炭、粉状煤基颗粒活性炭和球形煤基颗粒活性炭。木质颗粒活性炭分为柱状木质颗粒活性炭、破碎木质颗粒活性炭、粉状木质颗粒活性炭和球形木质颗粒活性炭。合成材料活性炭分为柱状合成材料颗粒活性炭、破碎合成材料颗粒活性炭、粉状合成材料颗粒活性炭、成型活性炭、球形合成材料颗粒活性炭、布状合成材料活性炭(碳纤维布)和毡状合成材料活性炭(碳纤维毡)。想要了解更多活性碳纤维毡、VOCs废气治理、有机废气治理装置的内容,可以关注我们。