椰壳活性炭孔径分布与吸附的关系

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2019-05-08 09:10:52
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一般来说椰壳活性炭的比表面积(BET )越大,吸附力也越大;但是有时却不一定。

活性炭的吸附能力与活性炭自身的孔径大小分布以及被吸附物质的大小有关。

活性炭孔隙的大小分布范围很广,孔隙半径的上限没有界限,但是为了便于测定,通常规定在7.5μm为止;倘若活性炭的半径<1nm的时候,测定起来就逐渐困难了,因此半径的下限不好估测,也有人提出活性炭的半径在0.4-0.5nm之间,其实更小的孔隙也确实存在。

有提议将活性炭按其孔隙的半径大小分为大孔、过滤孔和微孔这三种类型,其中对大孔的半径要求是大于100nm;符合过滤孔的半径通常是2-100nm;而微型孔的半径要求是小于2nm。若考虑到活性炭的吸附作用的理论与其孔隙大小也有关系,大孔可根据BEF理论也可以根据多层吸附理论;过渡孔应用毛细管凝聚理论,而微孔可以应用溶剂填充理论——活性炭的吸附量不仅由比表面积来决定还可以通过孔隙容积决定的理论。

椰壳活性炭的孔有大孔、中孔和微孔的区别,有时仅有部分的孔适合于某类大小吸附物的进人,因此总表面积和孔容积数据(例如总表面积通常约为450-1 80Om2 / g 、孔容积约为0.7-1.8 ml/g )不能用来评价这个吸附的椰壳活性炭的有效性。总表面积的大部分属于微孔,典型的数据是:微孔占1000m2/g ,中孔占10-100m2 / g ,大孔占lm2/g 。

在液相应用中,通常有机物的吸附随分子量(分子大小)的提高而提高。直到分子大到不能进孔为止。很多高分子量的有机物,如有色物或腐殖质被排除在微孔之外,这时,需要应用中孔多的椰壳活性炭,而高总表面积的微孔炭。椰壳活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔。孔太小,吸附物进不了;孔太大,使单位体积的表面积减少。碰到分子量在300 到100 000之间的分子,相当于孔径在0.5 到4nm 之间,较深色素常是较大的分子。

在气相应用中,小分子被吸附进人微孔。这时总表面积的概念是合用的。例如空气中溶剂的回收或汽车里汽油逸散的防止。

至于椰壳活性炭对金属络合物的吸附,涉及化学键的形成,也不是BET越大越好。例如从溶液吸附氰化金,水蒸气活化法的椰壳活性炭对氰化金有高亲和力,而化学品活化法的椰壳活性炭即使多孔实际上也无亲和力。

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