为得到无色或白色结晶颗粒或粉末状的柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾产品,生产厂需用活性炭脱色,而对活性炭质量的验收,一般柠檬酸厂仅从活性炭常规吸附指标——焦糖、亚甲蓝脱色和碘吸附值来决定。柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾脱色专用活性炭脱色效果好,这种专用活性炭的孔径-孔容分布更适合吸附柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾溶液中的多种色素。
活性炭的脱色机理为:吸附作用发生在吸附剂和吸附质的界面上,主要在吸附剂的孔隙中进行,因此吸附剂活性炭的孔径-孔容分布状况,决定了活性炭对吸附质的选择性吸附能力,很明显,分子直径大的吸附质无法进入孔径比吸附质分子直径还小的孔隙中而发生吸附,但若孔径相对吸附质分子直径过大,则又不利于吸附,一般认为活性炭孔径小于吸附质分子直径3倍时吸附最合适。据报道,碘、亚甲蓝、焦糖以及大多数水中有机物包括有机色素等较大分子直径分别为0.5、1.5、2.8以及1∼3nm左右(1),这意味能吸附碘、亚甲蓝、焦糖以及大多数水中有机物包括有机色素等较大分子的最小活性炭孔隙直径应分别为0.5、1.5、2.8以及1∼3nm左右,因此对碘的吸附,活性炭最合适的孔隙直径应为0.5∼1.5nm,对亚甲蓝应为1.5∼4.5nm,对焦糖应为2.8∼8.5nm,以及对大多数水中有机物包括有机色素等大分子应为1∼9nm。
对柠檬酸和柠檬酸钠、柠檬酸钾溶液,由于专用活性炭吸附有机色素等较大分子的有效孔容积为最大,决定了其脱色效果好的主导因素,而物理法生产的AC-4试样,其有效孔容积为最小,结果脱色效果最差也就很自然了。所以说,活性炭的孔径-孔容分布作为主导因素,再加上一些其他因素决定了活性炭的吸附能力。