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炭具有的吸附性能主要決定于其多孔性結(jié)構(gòu)

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活性炭具有的吸附性能主要決定于其多孔性結(jié)構(gòu)
    活性炭具有的吸附性能主要決定于其多孔性結(jié)構(gòu)。 活性炭中具有各種孔隙,不同的孔徑能夠發(fā)揮出與其相應(yīng)的機(jī)能。國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC 1972) 依據(jù)不同尺寸孔隙中分子吸附的不同,將孔分為三類:w>50nm的為大孔;2nm
    活性炭孔結(jié)構(gòu)和孔形狀對(duì)于吸附都有很大影響,微孔碳結(jié)構(gòu)中存在的幾種孔隙:開孔型、部分閉孔型和間充籠型。由于特殊的碳結(jié)構(gòu),使得碳質(zhì)吸附劑的孔隙具有狹縫型的特征,這與其他類型吸附劑的孔隙有明顯的區(qū)別:如苯分子(一種片狀分子)可以被孔隙尺寸為0.4nm的炭分子篩(Carbon Molecular Sieve,CMS)吸附而不被孔隙尺寸為0.4nm的沸石所吸附; CMS可優(yōu)先吸附扁平的苯分子而不吸附椅形或船形的環(huán)己烷分子或異丁烷(這兩種分子將不能進(jìn)入狹縫型孔隙)。圖1-2比較了碳質(zhì)吸附劑的孔隙與沸石孔隙的差異。
    按照分子尺度和吸附劑之間的關(guān)系所劃分的吸附狀態(tài)主要有4種:
    ①分子尺度>細(xì)孔直徑時(shí),因分子篩作用,分子無法進(jìn)入孔隙,故不起吸附作用;
    ②分子尺度~細(xì)孔直徑時(shí),分子直徑與細(xì)孔直徑相當(dāng),吸附劑對(duì)吸附分子的捕捉能力非常強(qiáng),適于極低濃度下的吸附;
    ③分子尺度<細(xì)孔直徑時(shí),吸附質(zhì)分子在細(xì)孔內(nèi)發(fā)生毛細(xì)凝聚,吸附量大;
    ④分子尺度≤細(xì)孔直徑時(shí),吸附的分子容易發(fā)生脫落,脫附速度快,但低濃度下的吸附量小。
    通常研究的微孔炭吸附劑的微孔的實(shí)際尺度應(yīng)與氣相吸附分子尺度相當(dāng)或小于微孔徑。


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