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行业知识

活性炭吸附原理

活性炭的制备过程:将炭质用过热蒸汽、氨或空气共同高温加热,或将未炭化的原料用氯化锌、氯化铵、氯化钙、硫酸、磷等浸渍后,再灼烧活化而得。在活化过程中,基本微晶之间清除了各种含碳化合物和无序碳,而且也从基本微晶的石墨层中除去了一部分碳,这样产生的空隙叫做孔隙。适宜的活化过程能导致大量的孔隙的形成,因此扩大了孔壁的总表面积,这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决于其孔隙结构,而且取决于其表面化学性质——表面的化学官能团、表面杂原子和化合物。不同的表面官能团、杂原子和化合物对不同的吸附质有明显的吸附差别。在活化过程中,活性炭的表面会形成大量的羟基、羧基、酚基等含氧表面络合物,不同种类的含氧基团是活性炭上的主要活性位,它们能使活性炭的表面呈现微弱的酸性、碱性、氧化性、还原性、亲水性和疏水性等。这些构成了活性炭性能的多样性,同时影响活性炭与活性组分的结合能力。一般而言,活性炭表面含氧官能团中的酸性化合物越丰富,吸附极性化合物的效率越高;而碱性化合物较多的活性炭易吸附性较弱的或非极性的物质。

目前,为增强活性炭的吸附能力,常常对其进行改性处理。通过化学氧化、还原以及负载等改性方法可使活性炭表面的化学性质发生改变,增加酸、碱基团的相对含量可选择吸附极性不同的物质,或通过增加特定的表面杂原子或化合物来增强对特定吸附质的吸附。
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