活性炭的吸附作用與吸附形式
活性炭作為(wéi)一種(zhǒng)比較特殊的碳質材(cái)料,以其發達的孔隙結構、巨大的比(bǐ)表麵積、良好的穩定性質、很強的(de)吸(xī)附能力以及優異(yì)的再生能力,被(bèi)廣(guǎng)泛應用於環保(bǎo)等各個領域,文章將著重介紹活性炭吸附技術在水處理中的應用。
1.活(huó)性炭的物理(lǐ)化學特性
1.1 活性炭(AC)
活性(xìng)炭(tàn)是(shì)常用的一種非極性吸附劑(jì),性能穩定(dìng),抗腐蝕,故應用廣泛。它是一種具有吸附性能(néng)的炭基物質的總(zǒng)稱。把含碳的有機物質加熱炭化,去除(chú)全部揮(huī)發物,在經藥品(如ZnCl2等)或(huò)水(shuǐ)蒸汽活化,製成多孔性炭素結構(gòu)吸附劑。活性炭有粉狀和(hé)粒狀兩種,工業上多采用粒狀活性炭。
由於原料和製法的不同,其孔徑分布不同,一般分(fèn)為:碳分子篩,孔徑在10×10-10m以下;活性焦炭,孔(kǒng)徑20×10-10以下;活性炭,孔徑在50×10-10m以下(xià)。
1.2 活性炭纖維(ACF)
活性炭纖維是一種新型吸附功能材料,它以木質素、纖維素、酚醛纖維、聚丙烯纖(xiān)維、瀝青纖維等為原料(liào),經炭化和(hé)活化製的。與活性炭相(xiàng)比較特有的微孔結構,更高的外表麵和比表麵積以及多種官能團,平均細孔直徑也更小(xiǎo),通過物理吸附以及物理化(huà)學吸附等方式在廢水(shuǐ)、廢氣處理、水(shuǐ)淨化領域得到了廣泛應用。
纖維狀活性炭微孔體(tǐ)積占總孔體積90%左(zuǒ)右,其微孔孔徑(jìng)大部分在1nm左右,沒有過度孔和大(dà)孔。比表麵積(jī)一般為600~1200m2/g,甚至(zhì)可達3000m2/g。活性炭纖維(wéi)脫附再生速率快,時間短,且其性能不變,這一點優於活性炭。與活性炭一樣,活性炭纖維吸附時無(wú)選擇性,主要用於(yú)吸附有機汙染物,一般用於煉油廠綜合廢水(shuǐ)處(chù)理。
2.活性炭的吸附作用與吸附形式(shì)
2.1 活性炭處理
指利用活性炭作為吸附(fù)劑和催化劑(jì)載體的有關過程。主要應用於生活(huó)飲用水深度淨化,城市汙水處理,工業廢水的處理。
2.2 吸(xī)附作用與吸附形式
將溶質聚集在固體表麵的作用稱為吸附作用。活(huó)性炭(tàn)表麵具有吸附作用。吸附可以看成是一種表麵現(xiàn)象,所以吸附與活(huó)性炭的表麵(miàn)特性有密切關係。活性炭有巨(jù)大的內部表麵和(hé)孔隙分布。它的外表麵積和表麵氧(yǎng)化狀態的作(zuò)用是較小的,外表麵是提(tí)供與內孔穴相通的許(xǔ)多通道。表麵氧化物(wù)的主要作用是使疏(shū)水性的炭骨架具有親水性,使(shǐ)活性炭對許多極性和非極性化合物具有親和力(lì)。活性炭具(jù)有表麵能,其吸附作用(yòng)是(shì)構成孔洞(dòng)壁表麵的碳原子受力(lì)不平衡所致,從而引起表麵吸附(fù)作用。
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