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水处理中使用的活性炭关键看两点:较多的过渡孔隙和较大的平均孔

2013-05-24 08:38 来源:未知

水处理中使用的活性炭关键看两点:较多的过渡孔隙和较大的平均孔径。

    吸附性质是活性炭的首要性质。很多吸附是可逆的物理吸附,即被吸附物为流体,在一定温度和压力下被活性炭吸附,在高温低压下被吸附物又解吸出来,活性炭内表面恢复原状。这是广泛应用的物理吸附,学术上又称为范德华吸附。活性炭具有像石墨晶粒却无规则地排列的微晶。在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙,假定水处理活性炭的孔隙是圆筒孔形状,活性炭按一定方法计算孔隙的半径大小可分为二类:
  
(1) 按IUPAC分:
  微孔 <1.0nm
  中孔 1-25nm
  大孔 >25nm。
  
(2) 按习惯分:
  微孔 <150nm
  中孔 150-20 000nm
  大孔 >20 000nm。

  由于这些孔隙,特别是微孔提供了巨大的表面积。所提的水处理活性炭表面积理应包括内表面积和外表面积,事实上吸附性质主要来自巨大的内表面积,因此不能误认为:把活性炭研碎磨细会明显提高表面积从而提高吸附力。 活性炭的孔隙按孔径的大小可分為三类。 大 孔:半径 1000 - 1000000 A。 过渡孔:半径 20 - 1000 A。 微 孔:半径 - 20 A。 由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。由椰壳制的活性炭具有小的孔隙半径。木质活性炭一般具有大的孔隙半径,它们用於吸附较大的分子,並且几乎专用于液相中。在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的,称为木炭。煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。

  活性炭微孔的孔隙容积一般只有0.25-0.9mL/g,孔隙数量约为1020个/g,全部微孔表面积约为500-1500m2/g,通常以BET法测算,也有称高达3500-5000 m2/g的。活性炭几乎95%以上的表面积都在微孔中,因此除了有些大分子进不了外,微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容积一般约为0.02-1.0mL/g,表面积高可达几百平方米,一般只有活性炭总蚕种的约5%。其作用能吸附蒸汽,并能为吸附物提供进入微孔的通道,又能直接吸附较大的分子。

    大孔的孔隙容积一般约为0.2-0.5 mL/g,表面积只约0.5-2 m2/g,其作用一是使吸附质分子快速深入活性炭内部较小的孔隙中去;二是水处理活性炭作为催化载体时,催化剂常少量沉淀在微孔内,大都沉淀在大孔和中孔之中。

  
 

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