活性炭吸附原理及影响因素详解

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活性炭吸附原理及影响因素详解

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活性炭是一种具有强大吸附能力的材料，广泛应用于环保、食品加工、制药等行业。其吸附性能主要由物理吸附和化学吸附两种机制共同作用。本文将详细介绍活性炭的吸附原理及其影响因素。

活性炭，是一种黑色的粉末或者是块状等状态的碳，也可以是有固定形状的晶体碳。根据制作的原料的不同可以分为木质活性炭、矿物质原料活性炭等种类;根据外形的不同可以分为粉状活性炭、颗粒活性炭、不定型颗料活性炭、圆柱形活性炭、球形活性炭等形状的活性炭。活性炭具有吸附作用，接下来给大家介绍一下关于活性炭的吸附原理。

物理吸附

主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积,从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样,所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力,从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是,这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径,这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭,从而适用于各种杂质吸收的应用。

化学吸附

除了物理吸附之外,化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳,而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢,例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等.这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面.活性炭的吸附正是上述二种吸附综合作用的结果。当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时,即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时,此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化,而达到了平衡,则此时的动平衡称为活性炭吸附平衡,此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。

影响活性炭吸附性能

活性炭吸附剂的性质
活性炭的比表面积越大，吸附能力就越强; 活性炭是非极性分子，易于吸附非极性或极性很低的吸附质;活性炭吸附剂颗粒的大小，细孔的构造和分布情况以及表面化学性质等对吸附也有很大的影响。
吸附质的性质
取决于其溶解度、表面自由能、极性、吸附质分子的大小和不饱和度、附质的浓度等
废水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中有较高的吸附率。
PH值会对吸附质在水中存在的状态及溶解度等产生影响，从而影响吸附效果。
共存物质
共存多种吸附质时，活性炭对某种吸附质的吸附能力比只含该种吸附质时的吸附能力差
温度
温度对活性炭的吸附影响较小
接触时间
应保证活性炭与吸附质有一定的接触时间，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。