分析活性碳的吸附性能及影響因素

信息來(lái)源：http://fryzj.cn/ 發(fā)布時(shí)間：2020/4/7 9:05:23 點(diǎn)擊數(shù)： Tags: 活性碳過(guò)濾設(shè)備

活性碳過(guò)濾器大家應(yīng)該聽(tīng)說(shuō)過(guò)，活性碳作為過(guò)濾材料，大家應(yīng)該也不陌生，它是一類(lèi)高品質(zhì)的吸附劑，它是運(yùn)用木碳、竹碳、各類(lèi)果殼和高品質(zhì)煤等做為原材料，利用物理和化學(xué)方式對(duì)原材料做好粉碎、過(guò)篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一連串工藝流程加工制作而成�；钚蕴季邆湮锢砦�咐和化學(xué)吸咐的兩重特點(diǎn)，能夠有選擇地吸咐氣相、液相中的各類(lèi)物質(zhì)，以做到脫色精制、抑毒除味和去污提純等目的。

1、活性碳的吸附性

吸咐特性是活性碳的具體特性�；钚蕴季邆湎袷�墨晶粒卻不規(guī)則地排序的微晶，在活化過(guò)程中微晶間形成了樣式有所不同、大小不等的縫隙。按IUPAC方式分：微孔低于1.0nm、中孔1~25nm、大孔超過(guò)25nm�；钚蕴嘉⒖椎目p隙容量一般僅有0.25~0.9Ml/g，縫隙數(shù)目約為1020個(gè)/g，所有微孔比表面積約為500~1500㎡/g，也是有稱(chēng)高達(dá)3500~5000㎡/g的。這類(lèi)縫隙尤其是微孔提供了極大的表面積。

活性碳基本上95%以上的表面積都在微孔中，為此微孔是決策活性炭吸附特性高低的關(guān)鍵因素。中孔的縫隙容量一般約為0.02~1.0mL/g，比表面積較高可以達(dá)到幾百平米，能為吸咐物提供進(jìn)到微孔的入口，又能直接吸咐非常大的分子。大孔的縫隙容量一般約為0.2~0.5mL/g，比表面積約0.5~2㎡/g，其作用一種是使吸咐質(zhì)分子迅速深入活性碳內(nèi)部較小的縫隙中去;二是做為催化劑載體，做為催化劑載體時(shí)，催化劑僅有少許沉淀在微孔內(nèi)，大多數(shù)沉淀在大孔和中孔當(dāng)中。

2、影響到活性炭吸附的具體因素

鑒于活性碳水處理所涉及的吸咐過(guò)程和作用工作原理比較繁雜，為此影響因素也比較多，具體有活性碳的特性、水里污染物質(zhì)的特性、活性碳處理的過(guò)程原理和挑選的運(yùn)行參數(shù)與實(shí)際操作條件等相關(guān)。

1)活性碳的特性

用作水處理的活性碳應(yīng)該有三項(xiàng)需求：吸咐容量大、吸咐速度快、機(jī)械強(qiáng)度好。活性碳的吸咐容量除其它外部條件外，具體與活性碳比表面積相關(guān)，比表面積大，微孔數(shù)目多，可吸咐在細(xì)孔壁上的吸咐質(zhì)就多。吸咐速率具體與粒度及細(xì)孔分布相關(guān)，水處理用的活性碳，要求過(guò)渡孔半徑在2.0~100nm的比較發(fā)達(dá)，有益于吸咐質(zhì)向微細(xì)孔內(nèi)擴(kuò)散�；钚蕴嫉牧６仍叫∥�咐速率越快，但水頭損失要擴(kuò)大，一般在8~30目范疇較宜�；钚蕴嫉臋C(jī)械設(shè)備耐磨損強(qiáng)度，直接影響到活性碳的使用期限。

2)吸咐質(zhì)，溶質(zhì)或污染物質(zhì)等特性同一類(lèi)活性碳對(duì)于不同的污染物質(zhì)的吸咐能力有非常大的區(qū)別。

a.溶解性

對(duì)同一族物質(zhì)的溶解性隨鏈的延長(zhǎng)而減低，而吸咐容量隨同系物的系列升高或分子量的擴(kuò)大而提升。溶解性越小，越易吸咐，如活性碳從水里吸咐有機(jī)酸的次序是按甲酸→乙酸→丙酸→丁酸而提升。

b.分子大小與化學(xué)結(jié)構(gòu)

吸咐質(zhì)分子的大小和化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)吸咐也是有非常大的影響。由于吸咐速率受內(nèi)擴(kuò)散速率的影響，吸咐質(zhì)、溶質(zhì)分子的大小與活性碳孔徑大小成一定比例，更有利于吸咐。在同系物中，分子大的較分子小的易吸咐，不飽和鍵的有機(jī)物較飽和的易吸咐，芳香族的有機(jī)物較脂肪族的有機(jī)物便于吸咐。

c.極性

活性碳基本上能夠看成是一類(lèi)非極性的吸附劑，對(duì)水里非極性物質(zhì)的吸咐能力超過(guò)極性物質(zhì)。

d.吸咐質(zhì)濃度

吸咐質(zhì)的濃度在一定范疇時(shí)，伴隨著濃度提高，吸咐容量擴(kuò)大。為此吸咐質(zhì)、溶質(zhì)的濃度轉(zhuǎn)變，活性碳對(duì)該種吸咐質(zhì)、溶質(zhì)的吸咐容量也轉(zhuǎn)變。

3)溶液pH

溶液pH值對(duì)吸咐的影響，要與活性碳和吸咐質(zhì)、溶質(zhì)的影響綜合性考量。溶液pH值調(diào)節(jié)了酸性或堿性化合物的離解度，當(dāng)pH值做到某一范疇時(shí)，這類(lèi)化合物就需要離解，影響對(duì)這類(lèi)化合物的吸咐。溶液的pH值還會(huì)影響到吸咐質(zhì)、溶質(zhì)的溶解性，和影響膠體物質(zhì)吸咐質(zhì)、溶質(zhì)的帶電情況。鑒于活性碳能吸咐水里氫、氧離子，為此影響對(duì)其它離子的吸咐�；钚蕴紡乃�里吸咐有機(jī)污染物質(zhì)的實(shí)際效果，一般隨溶液pH值的提升而減低，pH值高過(guò)9.0時(shí)，不容易吸咐，pH值越低時(shí)實(shí)際效果越好。在具體運(yùn)用中，應(yīng)利用實(shí)驗(yàn)明確適宜pH值范疇。

4)溶液溫度

由于液相吸咐時(shí)，吸咐熱較小，因此溶液溫度的影響到較小。吸咐是放熱反應(yīng)。吸咐熱越大，溫度對(duì)吸咐的影響到越大。而另一方面，溫度對(duì)物質(zhì)的溶解性有影響，為此對(duì)吸咐也是有影響。用活性碳處理污水時(shí)，溫度對(duì)吸咐的影響不明顯。

5)多組分吸咐質(zhì)共存

運(yùn)用吸咐法處理水時(shí)，一般水里并不是單一的污染物質(zhì)，而是多組分污染物質(zhì)的混合物。在吸咐時(shí)，它們相互間能夠共吸附，相互促進(jìn)或相互之間影響。一般情況下，多組分吸咐時(shí)分別的吸咐容量比單組分吸咐時(shí)低。

6)吸咐實(shí)際操作條件

由于活性碳液相吸咐時(shí)，外擴(kuò)散或液膜擴(kuò)散速率對(duì)吸咐有影響，因此吸咐裝管的型式、接觸時(shí)間也就是通水速率等對(duì)吸咐實(shí)際效果都是有影響的。

以上就是活性碳的吸附性及影響到活性炭吸附的具體因素介紹，通過(guò)這些內(nèi)容介紹，我們知道影響活性炭吸附的因素很多，因此，在我們選擇活性炭作為過(guò)濾材料時(shí)，要注意這些影響因素，這樣才能將活性炭的過(guò)濾效果發(fā)揮更好。

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