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講述關于顆粒活性炭的吸附原理是什么?

文章出處:公司動態 責任編輯:東莞市洪笙活性炭有限公司 發表時間:2025-11-12
  ?顆粒活性炭是一種多孔性吸附劑,由碳質原料(如椰殼、果殼、煤質等)經炭化、活化等工藝精制而成,具有發達的孔隙結構、巨大的比表面積和優異的吸附性能。顆?;钚蕴康奈皆碇饕谄洫毺氐奈锢斫Y構和化學性質,通過物理吸附和化學吸附兩種機制共同作用,實現對多種物質的高效去除。以下是具體分析:
??顆?;钚蕴?></div>一、物理吸附:基于孔隙結構的分子間作用力<br>孔隙結構的作用<br>顆?;钚蕴烤哂邪l達的孔隙結構,包括微孔(<2nm)、中孔(2-50nm)和大孔(>50nm)。這些孔隙提供了巨大的比表面積(通常為500-1500平方米/克),形成大量吸附位點。<br>微孔:主要吸附小分子物質(如氣體、揮發性有機物),貢獻大部分比表面積。<br>中孔:吸附中等分子物質(如部分有機物、染料),同時作為微孔與大孔的通道。<br>大孔:吸附大分子物質(如膠體、蛋白質),并作為物質進入內部孔隙的通道。<br>分子間作用力(范德華力)<br>當污染物分子靠近活性炭表面時,會因分子間作用力(如色散力、誘導力、取向力)被吸附到孔隙內。這種吸附是可逆的,即通過升溫或減壓可脫附再生。<br>適用場景:去除水中的有機物、異味、余氯,以及空氣中的甲醛、苯等揮發性有機物。<br>二、化學吸附:基于表面官能團的化學反應<br>表面官能團的作用<br>活性炭表面含有羥基(-OH)、羧基(-COOH)、酚羥基等官能團,這些基團可與某些污染物發生化學反應,形成化學鍵,從而增強吸附效果。<br>酸性官能團(如羧基):易吸附堿性物質(如氨氮、重金屬離子)。<br>堿性官能團(如吡喃酮):易吸附酸性物質(如酚類化合物)。<br>氧化還原反應<br>部分官能團具有氧化還原性,可與污染物發生電子轉移,改變其化學性質。例如:<br>吸附重金屬離子(如汞、鉛)時,官能團可能將其還原為低毒或無毒形態。<br>吸附有機物時,可能引發開環、斷鏈等反應,降低其毒性。<br>適用場景<br>去除水中的重金屬離子(如鉻、鎘)、有機污染物(如農藥、染料)。<br>脫除空氣中的硫化氫、二氧化硫等酸性氣體。<br>三、物理吸附與化學吸附的協同作用<br>分層吸附機制<br>污染物分子首先通過物理吸附進入活性炭的孔隙結構,隨后與表面官能團發生化學吸附,形成多層吸附網絡。這種協同作用顯著提高了吸附容量和選擇性。<br>示例:吸附水中的苯酚時,苯酚分子先通過物理吸附進入微孔,再與表面羥基發生氫鍵作用,形成穩定的化學吸附。<br>孔隙結構與官能團的匹配性<br>微孔適合吸附小分子,中孔和大孔為化學吸附提供反應空間。<br>官能團的種類和分布影響對特定污染物的吸附效果。例如,含羧基的活性炭對重金屬離子吸附能力更強。<br>四、影響吸附效果的因素<br>活性炭性質<br>比表面積:比表面積越大,吸附位點越多,吸附容量越高。<br>孔隙結構:孔徑分布需與污染物分子大小匹配,以提高吸附效率。<br>表面化學性質:官能團的種類和數量決定對特定污染物的選擇性。<br>污染物性質<br>分子大?。盒》肿右走M入微孔,大分子需依賴中孔和大孔。<br>極性:極性分子易被極性官能團吸附,非極性分子則依賴范德華力。<br>溶解度:溶解度低的污染物更易被吸附。<br>環境條件<br>溫度:升溫通常降低物理吸附容量(因分子熱運動加?。?,但可能促進化學吸附。<br>pH值:影響官能團的電離狀態,從而改變對酸堿污染物的吸附能力。<br>共存物質:其他污染物可能競爭吸附位點,降低目標污染物的去除率。<br><div style=
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