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活性炭的吸附原理

發(fā)布時(shí)間:2020-05-12點(diǎn)擊:次

目前,活性炭吸附法是治理室內(nèi)空氣較為成熟的辦法;钚蕴渴浅S玫奈絼旧硎且环N微孔結(jié)構(gòu),類(lèi)似黑洞效應(yīng),把有害氣體分子吸進(jìn)去,能長(zhǎng)效地達(dá)到空氣凈化及治理的目的,其壽命由室內(nèi)環(huán)境中的氣體濃度、空氣流速、活性炭量及吸附效率等決定。

室內(nèi)空氣中存在的污染物有多種,既有生物性污染物,如:細(xì)菌,化學(xué)性污染物,如:甲醛、苯及同系物、氨氣、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、烹飪油煙等;還有放射性污染物氫及其子體。但是這些并非是工廠生產(chǎn)過(guò)程中高濃度空氣污染物,而是一般生活環(huán)境中所含的低濃度氣體和臭氣。

活性炭的吸附原理

那么,活性炭的吸附原理是什么?我們來(lái)了解一下。

活性炭的制備過(guò)程:將炭質(zhì)用過(guò)熱蒸汽、氨或空氣共同高溫加熱,或?qū)⑽刺炕脑嫌寐然\、氯化銨、氯化鈣、硫酸、磷等浸漬后,再灼燒活化而得。在活化過(guò)程中,基本微晶之間清除了各種含碳化合物和無(wú)序碳,而且也從基本微晶的石墨層中除去了一部分碳,這樣產(chǎn)生的空隙叫做孔隙。適宜的活化過(guò)程能導(dǎo)致大量孔隙的形成,因此擴(kuò)大了孔壁的總表面積,這是活性炭具有很大吸附能力的主要原因。

活性炭的吸附特性不但取決于其孔隙結(jié)構(gòu),而且取決于其表面化學(xué)性質(zhì)—表面的化學(xué)官能團(tuán)、表面雜原子和化合物。不同的表面官能團(tuán)、雜原子和化合物對(duì)不同的吸附質(zhì)有明顯的吸附差別。在活化過(guò)程中,活性炭的表面會(huì)形成大量的羥基、羧基、酚基等含氧表面絡(luò)合物,不同種類(lèi)的含氧基團(tuán)是活性炭上的主要活性位,它們能使活性炭的表面呈現(xiàn)微弱的酸性、堿性、氧化性、還原性、親水性和疏水性等。這些構(gòu)成了活性炭性能的多樣性,同時(shí)影響活性炭與活性組分的結(jié)合能力。一般而言,活性炭表面含氧官能團(tuán)中的酸性化合物越豐富,吸附極性化合物的效率越高;而堿性化合物較多的活性炭易吸附極性較弱的或非極性的物質(zhì)。

目前,為增強(qiáng)活性炭的吸附能力,常常對(duì)其進(jìn)行改性處理。通過(guò)化學(xué)氧化、還原以及負(fù)載等改性方法可使活性炭表面的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變,增加酸、堿基團(tuán)的相對(duì)含量可選擇吸附極性不同的物質(zhì),或通過(guò)增加特定的表面雜原子或化合物來(lái)增強(qiáng)對(duì)特定吸附質(zhì)的吸附。

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