①活性炭孔隙结构的形态
无定形炭在活化过程中,其微晶结构间的含碳有机物和无序炭被清除,形成了活性炭的孔隙。活性炭孔隙的形状、大小和分布因原料、炭化和活化过程的不同而有所区别。1960年,杜比宁把活性炭的孔隙分为大孔(孔径大于50nm)、中孔(或称过渡孔,孔径在2-50nm之间)和微孔(孔径小于2nm) 3类,这个方案已被国际纯化学和应用化学学会所接受。这3类孔隙在活性炭中是相通的,呈现树状的结构。
在杜比宁分类中,大孔能够发生多层吸附,但是由于在活性炭中该类孔隙较少,所以只起到吸附质进入吸附位的通道作用,由于其影响到吸附速度,在应用中也是很重要的因素。中孔或过渡孔不仅起到与大孔相同的作用,同时也起到吸附不能进入微孔的大分子物质的作用。微孔是活性炭吸附作用的主要影响因素,微孔的多少直接关系到吸附能力以及活性炭的比表面积。
②活性炭孔容积计算
孔容积随着活化的进行而增加,孔隙数量决定了孔容积的大小。假设孔隙为圆筒形,在确定比表面积和孔容积的情况下,可利用下式计算孔隙半径。
孔径分布是研究活性炭孔径结构的最好乎段。通常,采用电子显微镜法、毛细管凝结法、压汞法、分子筛法、X射线小角散射法等测定孔径分布。常用的压汞法是利用汞进入孔隙需要一定的压力这一原理,在压力p下汞进入半径为/的所有孔隙中,通过可以测定由于压力的增加而进入的汞量和各孔径大小,进而确定其孔径分布。
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