活性炭吸附剂运用{活性炭环保知识}

为了经济恰当地将活性炭吸附剂运用于净水工艺之中，认识活性炭的基本上特性和附着机理。活性炭是由80%-90%的碳构成的多孔结构。商用活性炭的孔比表面积通常达每克炭约1000平方米。比表面积基本上体现了活性炭的吸附能力。活性炭之中的碳具备相似石墨的层状晶体结构，沉积质地，相连稳固。晶体间有许多有所不同形状和大小的孔。光学显微可观测到小的孔，仅与附着的小分子物质一样小。根据活性炭上的孔径大小，通常可分成三类：

1大孔半径>1000Å

2。过渡孔的半径=15-1000Å

3。微孔的半径大于15Ω

通常，活性炭的微孔表面积占总孔表面积的90%超过。活性炭的孔径原产与活性炭的原料和制备方法有关。椰子壳制取的活性炭孔径，锯末制取的活性炭孔径小。煤活性炭的孔径介乎椰壳炭和锯末炭间，过渡孔较余，平均值孔径较小。活性炭的吸附主要视乎兴盛的微孔结构。当附着分子较小时，过渡孔也起关键作用。由于大孔的表面积占活性炭总表面积的比例很大，其吸附能力可忽略不计。因此，在净水过程之中，分子直径为10-5-10-8cm的溶解有机物难被活性炭附着。便是因为活性炭主要靠其外部兴盛的孔隙结构来附着和移除杂质。因此，自来水或废水在被活性炭吸附以前需充份回应和过滤器。否则，水中较小的悬浮物或胶体会阻塞活性炭床的孔道，这将巨大地冲击活性炭孔附着优势的发挥

在附着理论方面做了大量工作的苏联学者杜斌宁相信，由于活性炭的非极性，物理附着主要视乎范德华力之中的分散力。这种分散力是在任何分子之中造成的，活性炭更适宜附着有机化合物，尤其是芳香族化合物。支链化合物比直链化合物更难被活性炭附着。对于分子量大于40的低分子量溶液有机化合物，分子量越小，分子量越低，多孔碳表面间的范德华吸引力越小，附着效果越糟糕。实验显示，活性炭净水除酚效果不错，确认了上述论点。除孔隙结构对活性炭吸附性能有明显影响之外，活性炭表面的化学性质（主要是以氧和氢为代表的表面官能团）与某些吸附剂具备化学结合力，它们是化学附着，对有所不同的吸附剂分子具备选择性附着作用。通常情况之下，待处置提纯水中同时适用两种超过的吸附杂质，根据它们的有所不同性质（如表面官能团、分子大小、分子量等），有的可相互抑制吸附；有些可全然独立地吸附；另一些相互阻碍和刺激，以竞争者附着和竞争者被活性炭附着。由于一些有所不同的杂质与活性炭表面的吸引力和水化强度有所不同，附着在活性炭表面的一些杂质也也许被其他附着能低的杂质所代替。竞争者附着杂质的相互干扰抑制程度与各种杂质分子的相对大小、各种杂质的相对浓度和相互吸附亲和力有关。因此，当对某些性质简单、净化要求低的水使用活性炭吸附工艺时，在附着系统设计师后应对每种杂质展开竞争附着测试。由于活性炭的吸附主要是物理吸附过程，整个吸附系统属放热过程。水温低不适于热释放，附着效果少。此外，水温越低，水中吸附质的分子动能越小，反抗活性炭表面重力的能力越弱。一些被活性炭附着的杂质也也许被解吸。因此，活性炭吸附应在水温不高时展开。