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活性炭的分类及影响吸附的因素

发布时间:2020-06-24 浏览

活性炭是一种经特殊处理的炭,具有无数细小孔隙,表面积巨大。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能,而且还具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。

活性炭的种类有很多,下面我们就随波涛小编来了解下活性炭的分类及影响吸附的因素。

一、活性炭的分类

1、按原料来源分:可分为木质活性炭(如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等)、矿物质原料活性炭(各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭)、其他原料制成的活性炭(如废橡胶、废塑料等制成的活性炭)。

2、按外观形状分:一般分为粉末状或颗粒状。一般将90%以上通过80目标准筛或粒度小于0.175mm的活性炭通称粉状活性炭或粉状炭。粉状炭在使用时有吸附速度较快,吸附能力使用充分等优点,但需专有的分离方法。随着分离技术的进步和某些应用要求的出现,粉状炭的粒度有越来越细化的倾向,有的场合已达到微米甚至纳米级。粉状的活性炭吸附能力强,制备容易,价格较低,但再生困难,一般不能重复使用。通常把粒度大于0.175mm的活性炭称作颗粒活性炭。颗粒状的活性炭价格较贵,但可再生后重复使用,并且使用时的劳动条件较好,操作管理方便。因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭。

颗粒活性炭又分为下列几种:

(1)不定型颗粒活性炭:不定型颗料粒活性炭一般由颗粒状原料经炭化、活化,然后破碎筛分至需要粒度制成,也可以用粉状活性炭加入适当的黏结剂经适当加工而成。

(2)圆柱形活性炭:圆柱形活性炭又称柱状炭,一般由粉状原料和黏结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制成。也可以用粉状活性炭加黏结剂挤压成型。柱状炭又有实心和中空之分,中空柱状炭是柱状炭内有人造的一个或若干个有规则的小孔。

(3)球形活性炭:球形活性炭顾名思义是圆球形的活性炭,它的制取方法与柱状炭类似,但有成球过程。也可以用液态含碳原料经喷雾造粒、氧化、炭化、活化制成,还可以用粉状活性炭加黏结剂成球加工而成。球形活性炭也有实心和空心球形活性炭之分。

3、其他形状的活性炭:除了粉状活性炭和颗粒活性炭两大类外,还有其他形状的,如活性炭纤维、活性炭纤维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板等等。

二、活性炭吸附

活性炭是经过特殊工艺加工的,表面分子受到的作用力往往不能抵消,所以能量高,当与其他物质接触会发生吸附,有物理吸附、范氏力、化学吸附——碳与某些物质形成化学键。我们可以利用活性炭具有强吸附作用原理,如防毒面具中装有活性炭,可吸附有毒有害气体,还可以用活性炭脱色。而水质净化中,是通过活性炭的吸附作用除去有害有机物质及重金属离子,以达到净化水质的目的。

三、影响活性炭吸附的因素

吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。在水处理中,吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。

活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说,颗粒越小孔隙扩散速度越快,活性炭的吸附能力就越强。污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量。吸附反应通常是放热反应,因此温度低对吸附反应有利。

当然,活性炭的吸附能力与污水浓度有关。在一定的温度下,活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。

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