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活性炭作用原理

根據吸附過程中作用力的不同,吸附可分為兩大類:
化學和物理吸附,吸附飽和狀態下的活性炭,可以回收酚鈉鹽。更可進行再生重複使用,被吸附的有機物在再生過程中被燒掉,不產生污泥。再生完畢後依此循環利用。 右圖即可了解其相關作用原理哦!

吸附原理及方式

活性炭的吸附原理是原子,離子和分子(吸附物)從氣態,液態或溶液介質附著或粘附到吸附劑。活性炭的孔隙率的高度發展,可想而知在這種吸附的巨大表面積中。吸附發生在比吸附分子略大的孔隙中,這就是為什麼將試圖吸附的分子,與活性碳的孔徑相匹配非常重要。然後這些分子被范德瓦爾斯力(Van Der Waals Forces)或其他吸引關鍵,獲取在碳的內部孔隙結構內,並積聚在固體表面上。

通常,1m3的具有0.3m 3,內部孔隙的活性碳可以吸附30m 3或更多的氣體。

兩種吸附方式

物理吸附 - 在此過程中,吸附物通過稱為范德瓦爾斯力(Van Der Waals Forces)或倫敦力或分散力(London dispersion force, LDF),的弱吸引力保持在孔壁的表面上。化學吸附 - 這涉及相對強的吸引力,吸附物與活性碳孔壁上的化學絡合物之間的實際化學鍵。

活性炭的關鍵性質
表面積

通常,表面積越大,碳的有效性越高。活性炭的表面積令人非常印象深刻,為何這麼說?表面積500至1500平方米甚至更多;意即活性炭的表面積相等於足球場。
在活化過程中,進而創建了這個巨大的表面區域。最常見的過程是蒸汽活化;在大約1000 ℃ 時,蒸汽分子選擇性地將空穴燒入碳化原料中,從而在碳質基質內產生大量的孔隙。在化學活化中,磷酸用於在較低溫度下建構這種多孔體系。

總孔隙體積

泛指活性炭顆粒內的所有孔隙空間。它以毫升/克(ml /g)表示,體積相對於重量。通常,孔隙體積越大,效果越高。但是,如果要吸附的分子的大小與孔徑不匹配,則不會使用一些孔隙體積。總孔容(TPV)因原料來源和活化方法的類型而產生不同的結果。

孔徑半徑

通常以單位測量的平均(平均)孔半徑因活性炭類型而異。
活性炭的每種類型都有自己獨特的孔徑分佈,它們被稱為微孔、小孔、中孔和大孔。用於吸附許多類型氣體分子是微孔。用於脫色的碳是具有較高的中孔分佈。

  • 微孔r <1nm
  • 大孔r> 25nm
  • 介孔為1-25nm
  • nm =納米
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