活性炭是一种非极性吸附剂,外观为暗黑色,粒状。主要成分碳、氧、硫、氢,具有良好的吸附性能和稳定的化学性质。活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料,经加热脱水、炭化、活化制成的。具有巨大的比表面积和发达的微孔,微孔直径为20~30埃。此外,活性炭的表面有大量的羟基和羧基官能团,可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电引力作用。因此,可以脱色,除臭味,脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、胶体及游离氯等。
活性炭的强吸附性能除与它的孔隙结构和巨大的比表面积有关外(其比表面积可达500-1700m2/g),还与细孔的行状和分布以及表面化学性质有关。活性炭的细孔一般为1~10nm,其中半径在2nm以下的微孔占95%以上,对吸附量影响最大;过渡孔半径一般为10~100nm,占5%以下,它为吸附物质提供扩散通道,影响扩散速度;半径大于100nm、所占比例不足1%的大孔也是作为提供扩散通道的。
活性炭的吸附通道决定影响吸附分子的大小,这是因为孔道大小影响吸附的动力学过程。有报道认为,吸附通道直径是吸附分子直径的1.7~21倍,最佳范围是1.7~6倍,一般认为孔道应为吸附分子的3倍。活性炭的吸附容量和吸附速度除了与表面积有关外,还与其吸附动力学因素(即吸附质能否顺利迁移至活性炭孔的表面)有关,如前已述及的观点:吸附分子直径大于孔道直径的1/3以上,吸附运动就会受阻,吸附量就会下降。
附:活性炭一般吸附性指标(国标GB/TB804-1990)
炭品种 |
果壳 |
核桃壳及杏壳 |
椰子壳 |
比表面积(m2/g) |
682.6 |
738.3 |
1024.9 |
碘吸附值(ml) |
833.4 |
895.7 |
1111.6 |
亚甲基蓝吸附值(mg/g) |
9 |
9.5 |
12.5 |
CCl4吸附值(%) |
41.08 |
45.11 |
64.78 |
球磨强度(%) |
94 |
94 |
92 |
灰分(%) |
2.0 |
2.0 |
2.5
|
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