活性炭的基本特征,就是發(fā)生在由于多孔結(jié)構(gòu)而形成的巨大固體表面積上的吸附作用,包括物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是主要的,即靠分子間的范德華力把吸附質(zhì)分子吸引到炭的表面上集中。這種在活性炭表面上的物理吸附是可逆的,即在一定溫度和壓力下達(dá)到吸附平衡后,在高溫和低壓下被吸附物質(zhì)又能被解吸出來(lái)。正是利用活性炭的吸附和解吸過(guò)程,使得活性炭回收農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶劑等成為可能;钚蕴拷馕螅瑑(nèi)部表面又恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài),因此活性炭在物理吸附中可以經(jīng)過(guò)更新多次重復(fù)使用。至于活性炭的化學(xué)吸附是吸附質(zhì)通過(guò)價(jià)電子的交換或共有所產(chǎn)生的力而結(jié)合在碳吸附劉的表面上,實(shí)質(zhì)上形成了化學(xué)鍵。由于有化學(xué)吸附的存在,因此活性炭的吸附性能不僅受其孔隙結(jié)構(gòu)的影響,而且一也受其表面化學(xué)性質(zhì)的影響;钚蕴康闹饕煞菔翘荚,一般含量_均超過(guò)80%,純碳農(nóng)面是非較性的,主要通過(guò)物理吸附作用易于吸附非較性的和弱較性的物質(zhì)。但活性炭組成中除碳元素外,還有其他一些成分。首先是在碳六角形擊子的邊緣上存在的一部份不飽和鍵,與氧、氫等結(jié)合成表面氧化物以及其他官能團(tuán)。于是使活性炭具有一定的較性及離子交換能力。也就是活性炭表面的化學(xué)吸附活性點(diǎn)。活性炭上的表面氧化物又分為堿性和酸性兩類,堿性表面氧化物在液相吸附中易于吸附酸性物質(zhì),而竣性氧化物則易吸一附堿性物質(zhì),至于各種含氧化合物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系官能團(tuán)的存在與比例,很大程度上取決于制造活性炭的原始材料一和工藝過(guò)程。例如氫、氧、氯等組份,有的來(lái)自原材料,有的是在炭化、活化和冷卻過(guò)程中進(jìn)入。由于工藝條件例如溫度高低等因素的影響,又形成了不同的表面氧化物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系官能團(tuán)。以上這些構(gòu)成了活性炭中的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系部份。
其次,活性炭中還有一部分灰分,即炭中的無(wú)機(jī)部分;曳值慕M成和數(shù)量也決定于不同的原材料及工藝過(guò)程。bda_2vc這些灰分對(duì)于吸附來(lái)講,一般是無(wú)意義的,因此各種優(yōu)質(zhì)的活性炭都希望灰份含量盡可能低些。
綜上所述,由于活性炭在氣相或液相中,對(duì)許多物質(zhì)都具有很強(qiáng)的吸附能力,加上活性炭共有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性,良好的機(jī)械強(qiáng)度,可以水浸、耐酸、耐鹼,能承受較高的溫度和壓刀,同時(shí)活性炭表面對(duì)某些化學(xué)反應(yīng)能起很好的催化作用,在許多合成工業(yè)部門又可用活性炭為載體,添加一定的催化劑組分,制成兼具吸附和催化作用的活性炭一催化劑。正由于以上這些優(yōu)異特性,使活性炭問(wèn)世以來(lái),有搶十分廣泛的用途。從國(guó)內(nèi)外活性炭發(fā)展情況來(lái)看,特別是六十年代以來(lái),世界各國(guó)將活性炭應(yīng)用到環(huán)境保護(hù),即空氣凈化和城市水處理方面,以及節(jié)約能源、回收汽油等等使活性炭進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期;钚蕴啃枰坑鷣(lái)愈大,活性炭工業(yè)得到新的更大發(fā)展?梢哉f(shuō),到了八十年代的今天,幾乎各行各業(yè),包括國(guó)防、化工、石油、紡織、輕工、食品、電力、原子能等生產(chǎn)部門;農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、城市建設(shè)、勞動(dòng)保護(hù)、環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源和 科學(xué)領(lǐng)城,以及人類生活的各個(gè)方面,都在不同程度利用活性炭,F(xiàn)在,除了傳統(tǒng)的粉狀和顆粒柱狀狀活性炭之外,又發(fā)展了纖維狀活性碳纖維,其吸附性能更為優(yōu)異。總之,今后,活性炭的發(fā)展前景是十分寬廣的。
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