怎么知道活性炭的吸附性質?
吸附性質是活性炭的首要性質?;钚蕴烤哂邢袷Яs無規則地排列的微晶。在活化進程中微晶間發生了形狀不同、巨細不一的孔隙,假定活性炭的孔隙是圓筒孔形狀,按必定辦法核算孔隙的半徑巨細可分為二類:
(1) 按IUPAC分:
微孔 <1.0nm
中孔 1-25nm
大孔 >25nm。
(2) 按習慣分:
微孔 <150nm
中孔 150-20 000nm
大孔 >20 000nm。
因為這些孔隙,特別是微孔提供了巨大的外表積。
微孔的孔隙容積一般只要0.25-0.9mL/g,孔隙數量約為1020個/g,悉數微孔外表積約為500-1500m2/g,一般以BET法測算,也有稱高達3500-5000 m2/g的?;钚蕴亢喼?5%以上的外表積都在微孔中,因而除了有些大分子進不了外,微孔是決定活性炭吸附功用凹凸的重要因素。中孔的孔隙容積一般約為0.02-1.0mL/g,外表積最高可達幾百平方米,一般只要活性炭總蠶種的約5%。其作用能吸附蒸汽,并能為吸附物提供進入微孔的通道,又能直接吸附較大的分子。
大孔的孔隙容積一般約為0.2-0.5 mL/g,外表積只約0.5-2 m2/g,其作用一是使吸附質分子快速深化活性炭內部較小的孔隙中去;二是作為催化載體時,催化劑常少數沉淀在微孔內,大都沉淀在大孔和中孔之中。
所提的活性炭外表積理應包含內外表積和外外表積,事實上吸附性質首要來自巨大的內外表積,因而不能誤認為:把活性炭研碎磨細會明顯提高外表積然后提高吸附力。
許多吸附是可逆的物理吸附,即被吸附物為流體,在必定溫度和壓力下被活性炭吸附,在高溫低壓下被吸附物又解吸出來,活性炭內外表康復原狀。這是廣泛運用的物理吸附,學術上又稱為范德華吸附。
化學性
活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學吸附?;钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結構,又取決于化學組成。
活性炭不只含碳,并且含少數的化學結合、功用團開工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類、內酯類、醌類、醚類。這些外表上含有的氧化物和絡合物,有些來自質料的衍生物,有些是在活化時、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成外表硫化物和氯化物。在活化中質料所含礦物質會集到活性炭里成為灰分,灰分的首要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類,如碳酸鹽和磷酸鹽等。
這些灰分含量可經水洗或酸洗的處理而下降。
活性炭中無機物成分,從表3-1四種粉炭商品的剖析,可見一斑。
催化性
活性炭在許多吸附進程中伴有催化聽憑,表現出催化劑的活性。例如活性炭吸附二氧化硫經催化氧化變成三氧化硫。
因為活性炭有特異的外表含氧化合物或絡合物的存在,對多種反響具有催化劑的活性,例如使氯氣和一氧化碳生成光氣。
因為活性炭和載持物之間會構成絡合物,這種絡合物催化劑使催化活性大增,例如載持鈀鹽的活性炭,即便沒有銅鹽的催化劑存在,烯烴的氧化反響也能催化進行,并且速度快、挑選性高。
因為活性炭具有興旺的細孔結構、巨大的內外表積和很好的耐熱性、耐酸性、耐堿性,可作為催化劑的載體。例如,有機化學中加氫、脫氫環化、異構化等的反響中,活性炭是鉑、鈀催化劑的優秀載體。
機械性
下載幾個項目標明活性炭的機械性,為活性炭的運用者,尤其為許多的工業運用者所注重。
(1) 粒度:選用一套規范篩篩分法,求出留在和通過每只篩子的活性炭分量,標明粒度散布。
(2) 靜觀密度或堆密度:飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的分量。
(3) 體積密度和顆粒密度:飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的分量。
(4) 強度:即活性炭的耐破碎性。
(5) 耐磨性:即耐磨損或抗磨擦的功用。
這些機械性質直接影響運用,例如:密度影響容器巨細;粉炭粗細影響過濾;粒炭粒度散布影響流體阻力和壓降;破碎性影響運用壽命和廢炭再生。
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