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      淺談活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)怎樣去分布?

      發(fā)布時間:2013/1/9 10:53:08 瀏覽次數(shù):2899
      活性炭對吸附質(zhì)之吸附容量取決于活性炭表面的物理及化學性質(zhì),其中又以活性炭之比表面積、孔隙分布及表面官能基等影響較為重要。

         活性炭對吸附質(zhì)之吸附容量取決于活性炭表面的物理及化學性質(zhì),其中又以活性炭之比表面積、孔隙分布及表面官能基等影響較為重要?;钚蕴靠紫洞笮∫罁?jù)IUPAC(國際理論與應用化學聯(lián)合會)之定義,依孔徑可以分為三個等級(Macias-Garcia and others 2004; Everett 1973, 1976),
        (1)大孔隙(macropores):孔洞直徑大于50nm,又稱為導入孔(admissionpore)、擴散孔(diffusion pore)或輸送孔(transport pore)。

        (2)中間孔隙(mesopores):孔洞直徑介于2 ~50nm 之間。通常多孔性固體之吸附均被該孔洞及更小之孔洞所支配。

        (3)微小孔隙(micropores):孔洞直徑小于 2nm。

        活性炭由于比表面積及孔隙分布不同,因而對吸附質(zhì)的吸附容量也不盡相同。一般而言,活性炭的比表面積通常介于500~1400㎡/g之間,也有高達2500㎡/g者。而活性炭之孔隙也可依孔徑大小區(qū)分成大孔隙、中間孔隙和微小孔隙等三類,由表一可看出活性炭的孔隙比表面積90% 以上是微小孔隙,所以增加微小孔隙能有效增加其表面積??紫督Y(jié)構(gòu)會影響活性炭的吸附能力與吸附速率。若孔隙皆為微小孔隙,較大的吸附質(zhì)將被阻隔在孔隙外,較小的分子則無法順利進入,僅能藉由擴散慢慢進入顆粒內(nèi)部,使得吸附能力降低,吸附效率也隨之變差。若活性炭能同時含有大孔隙、中間孔隙及微小孔隙,使不同大小吸附質(zhì)分子能快速進入適當孔隙進行吸附。

        活性炭的三種孔隙結(jié)構(gòu)分布我們已經(jīng)了解,下面說說活吸附質(zhì)大小與活性炭孔隙的關系。活性炭的三種類型的孔隙各有自己的吸附特性,但對吸附起決定作用的是微小孔隙。而實際上分布在活性炭外表面上的微孔是很少的,通常由大孔中分出過渡孔,進而再由過渡孔分出微孔,因此吸附質(zhì)要吸附于微孔中,必須先經(jīng)過大孔和過渡孔。另外在液相吸附中,分子直徑大的吸附質(zhì)很難進入微孔中,于是便吸附于過渡孔中,因此一定程度的過渡孔是必要的。大孔的表面積占總表面積的比例很小,對吸附量沒有很大影響,但當活性炭作為催化劑載體使用時,其作用就顯得重要了。有文獻報道,當孔隙大小為吸附分子的2~4倍時較有利于吸附,因此,可以根據(jù)吸附質(zhì)分子大小選擇吸附性能較好的活性炭。

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