活性焦的吸附性能与原理
活性焦的吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程,分子的自由能会降低,因此,吸附过程是放热过程,所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同,它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。
根据活性焦吸附过程中,活性焦分子和污染物分子之间作用力的不同,可将吸附分为两大类;物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。在吸附过程中,当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附;当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性焦的物理性质有关,与活性焦的化学性质基本无关。由于范德华力较弱,对污染物分子的结构影响不大,这种力与分子间内聚力一样,故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。
由于化学键强,对污染物分子的结构影响较大,故可把化学吸附看做化学反应,是污染物与活性焦间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移,而不是简单的微扰或弱极化作用,是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。
活性炭是什么?活性炭有哪些特性?
活性炭是一种很细小的炭粒 有很大的表面积,而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力,由于炭粒的表面积很大,所以能与气体(杂质)充分接触。当这些气体(杂质)碰到毛细管被吸附,起净化作用。活性炭的表面积研究是非常重要的,活性炭的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,请参看中国国家标准(GB/T 19587-2004)-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作,由于样品吸附能力的不同,有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间,如果测试过程没有实现完全自动化,那测试人员就时刻都不能离开,并且要高度集中,观察仪表盘,操控旋钮,稍不留神就会导致测试过程的失败,这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400比表面积测试仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器(兼备直接对比法),更重要的F-Sorb 2400比表面积测试仪是迄今为止国内完全自动化智能化的比表面积检测设备,其测试结果与国际一致性很高,稳定性也很好,同时减少人为误差,提高测试结果精确性。
活性焦再生特性
随着吸附反应的发生,活性焦表面逐渐吸附了越来越多的物质,这些物质慢慢将活性中心覆盖,使其吸附性能慢慢减弱,脱除效率也在慢慢降低。所以,对吸附后的活性焦要采取再生处理,将活性焦表面吸附的物质除去,保证其吸附活性良好。目前使用较多的再生措施主要是加热法和水洗法,并且在这一过程中产生的副产物也有所不同。比如吸附二氧化硫,产生的再生物质是硫酸,液体二氧化硫,单质硫等。
活性焦表面化学特性
在活性焦的表面上,有很多的含氧、含氮官能团。产生吸附作用的活性中心就是表面官能团,它让活性焦具有弱极性,使吸附剂的催化性能更加强大,让炭对有机物、无机物的吸附选择性发生变化。普遍来说,在碱性官能团产生在活性焦的表面时,活性焦比较容易吸附酸性物质;如果酸性官能团产生在活性焦的表面时,活性焦就比较容易吸附碱性物质。
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