活性炭的吸附作用與吸附形式

[發(fā)布日期：2021-01-01]　瀏覽：131次

      將溶質(zhì)聚集在固體表面的作用稱為吸附作用。活性炭表面具有吸附作用。吸附可以看成是一種表面現(xiàn)象，所以吸附與活性炭的表面特性有密切關(guān)系。活性炭有巨大的內(nèi)部表面和孔隙分布。它的外表面積和表面氧化狀態(tài)的作用是較小的，外表面是提供與內(nèi)孔穴相通的許多通道。表面氧化物的主要作用是使疏水性的炭骨架具有親水性，使活性炭對許多極性和非極性化合物具有親和力。活性炭具有表面能，其吸附作用是構(gòu)成孔洞壁表面的碳原子受力不平衡所致，從而引起表面吸附作用。

      活性炭的吸附形式分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附時通過分子力的吸附，即同偶極之間的作用和氫鍵為主的弱范德華力有關(guān)。它有足夠的強(qiáng)度，可以捕獲液體中的分子。物理吸附是分子力引起的，吸附力較小。物理吸附需要活化能，可在低溫條件下進(jìn)行。這種吸附時可逆的，在吸附的同時，被吸附的分子由于熱運(yùn)動會離開固體表面，這種現(xiàn)象稱為解吸。

化學(xué)吸附與價鍵力相結(jié)合，是一個放熱過程?；瘜W(xué)吸附有選擇性，只對某種或幾種特定物質(zhì)起作用?；瘜W(xué)吸附不可逆，比較穩(wěn)定，不易解吸。

      活性炭的吸附過程分為三個階段。首先是被吸附物質(zhì)在活性炭表面形成水膜擴(kuò)散，稱為膜擴(kuò)散，然后擴(kuò)散到炭的內(nèi)部孔隙，稱為孔擴(kuò)散，最后吸附在炭的孔隙表面上。因此，吸附速率取決于被吸附物向活性炭表面的擴(kuò)散。在物理吸附中，炭粒孔隙內(nèi)的擴(kuò)散速度和炭粒表面上的吸附反應(yīng)速度，主要同前兩項有關(guān)。