活性炭的吸附作用与吸附形式

[发布日期：2021-01-01]　浏览：98次

      将溶质聚集在固体表面的作用称为吸附作用。活性炭表面具有吸附作用。吸附可以看成是一种表面现象，所以吸附与活性炭的表面特性有密切关系。活性炭有巨大的内部表面和孔隙分布。它的外表面积和表面氧化状态的作用是较小的，外表面是提供与内孔穴相通的许多通道。表面氧化物的主要作用是使疏水性的炭骨架具有亲水性，使活性炭对许多极性和非极性化合物具有亲和力。活性炭具有表面能，其吸附作用是构成孔洞壁表面的碳原子受力不平衡所致，从而引起表面吸附作用。

      活性炭的吸附形式分为物理吸附和化学吸附。物理吸附时通过分子力的吸附，即同偶极之间的作用和氢键为主的弱范德华力有关。它有足够的强度，可以捕获液体中的分子。物理吸附是分子力引起的，吸附力较小。物理吸附需要活化能，可在低温条件下进行。这种吸附时可逆的，在吸附的同时，被吸附的分子由于热运动会离开固体表面，这种现象称为解吸。

化学吸附与价键力相结合，是一个放热过程。化学吸附有选择性，只对某种或几种特定物质起作用。化学吸附不可逆，比较稳定，不易解吸。

      活性炭的吸附过程分为三个阶段。首先是被吸附物质在活性炭表面形成水膜扩散，称为膜扩散，然后扩散到炭的内部孔隙，称为孔扩散，最后吸附在炭的孔隙表面上。因此，吸附速率取决于被吸附物向活性炭表面的扩散。在物理吸附中，炭粒孔隙内的扩散速度和炭粒表面上的吸附反应速度，主要同前两项有关。