詳細(xì)介紹
活性炭吸附原理
1、依靠自身*的孔隙結(jié)構(gòu)
活性炭是一種主要由含碳材料制成的外觀呈黑色,內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素材料?;钚蕴坎牧现杏写罅咳庋劭床灰姷奈⒖?,1克活性炭材料中微孔,將其展開后表面積可高達(dá)800-1500平方米,特殊用途的更高。也就是說,在一個(gè)米粒大小的活性炭顆粒中,微孔的內(nèi)表面積可能相當(dāng)于一個(gè)客廳面積的大小。正是這些高度發(fā)達(dá),如人體毛細(xì)血管般的孔隙結(jié)構(gòu),使活性炭擁有了優(yōu)良的吸附性能。
2、分子之間相互吸附的作用力
也叫“凡德瓦引力”。 雖然分子運(yùn)動(dòng)速度受溫度和材質(zhì)等原因的影響,但它在微環(huán)境下始終是不停運(yùn)動(dòng)的。由于分子之間擁有相互吸引的作用力,當(dāng)一個(gè)分子被活性炭?jī)?nèi)孔捕捉進(jìn)入到活性炭?jī)?nèi)孔隙中后,由于分子之間相互吸引的原因,會(huì)導(dǎo)致更多的分子不斷被吸引,直到添滿活性炭?jī)?nèi)孔隙為止。
活性炭脫附的幾種方法
(1)升溫脫附。物質(zhì)的吸附量是隨溫度的升高而減小的,將吸附劑的溫度升高,可以使已被吸附的組分脫附下來,這種方法也稱為變溫脫附,整個(gè)過程中的溫度是周期變化的。微波脫附是由升溫脫附改進(jìn)的一種技術(shù),微波脫附技術(shù)已應(yīng)用于氣體分離、干燥和空氣凈化及廢水處理等方面。在實(shí)際工作中,這種方法也是常用的脫附方法。
(2)減壓脫附。物質(zhì)的吸附量是隨壓力的升高而升高的,在較高的壓力下吸附,降低壓力或者抽真空,可以使吸附劑再生,這種方法也稱為變壓吸附。此法常常用于氣體脫附。
(3)沖洗脫附。用不被吸附的氣體(液體)沖洗吸附劑,使被吸附的組分脫附下來。采用這種方法必然產(chǎn)生沖洗劑與被吸附組分混合的問題,需要用別的方法將它們分離,因此這種方法存在多次分離的不便性。
(4)置換脫附。置換脫附的工作原理是用比被吸附組分的吸附力更強(qiáng)的物質(zhì)將被吸組分置換下來。其后果是吸附劑上又吸附了置換上去的物質(zhì),必須用別的方法使它們分離。例如,活性炭對(duì)Ca2+、C1-有一定的吸附能力,這些離子占據(jù)了吸附活性中心,可對(duì)活性炭吸附無機(jī)單質(zhì)或有機(jī)物產(chǎn)生不利影響。因此,用活性炭吸附待分離溶液中的物質(zhì)后,選用CaCl2作為脫附劑可降低活性炭對(duì)吸附質(zhì)的吸附穩(wěn)定性,從而達(dá)到降低脫附活化能的目的。
(5)磁化脫附。由于單分子水的性質(zhì)比簇團(tuán)中的水分子活潑得多,能充分顯示它的偶極子特性,從而使水的極性增強(qiáng)。預(yù)磁處理能增大水的極性,這就能充分解釋經(jīng)過預(yù)磁處理后活性炭的吸附容量減小的現(xiàn)象。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增大時(shí),分離出的單個(gè)水分子越多,則阻礙作用就越大,從而吸附容量減小得也就越多。