活性炭的強(qiáng)吸附性能與它具有巨大的比表面積有關(guān)，在炭�；罨^(guò)程中，晶格間生成的空隙形成了各種形狀和大小的細(xì)孔，其孔壁的總面積就是活性炭的總表面積。吸附作用主要發(fā)生在這些細(xì)孔的表面上，每克吸附劑具有的總表面積稱為比表面積。但是，活性炭的吸附量除與比表面積有關(guān)以外，還與細(xì)孔的形狀和分布以及表面的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，活性炭的比表面積可達(dá)500~1700m²/g，活性炭微孔的形狀取決于活化方法和活化條件，有圓筒形、圓錐形、瓶形，平板形、V字型、毛細(xì)管形等等。細(xì)孔的半徑一般為1~10nrn�；钚蕴康目紫犊煞譃榇罂住⑦^(guò)度孔和微孔三類，大孔的孔徑為1000~10000nm，表面積只有0.5~2m²/g，占比表面積的比例不足1%，它主要為吸附質(zhì)提供擴(kuò)散通道，吸附能力較弱;過(guò)渡孔半徑為2~100nm，其表面積為1~200 m²/g，占總比表面積的5%以下，它不僅為吸附質(zhì)提供擴(kuò)散通道，影響擴(kuò)散速度，而且有利于大分子物質(zhì)的吸附，吸附能力強(qiáng)，過(guò)度孔的發(fā)達(dá)與否就成為水處理用活性炭的一個(gè)重要指標(biāo)：微孔半徑在2nm以下，其比表面積為700~1400 m²/g，占比表面積的95%以上，對(duì)吸附量的影響最大，在吸附中期起主要作用，但對(duì)于液相來(lái)說(shuō)，水中的大分子污染物難以進(jìn)入微孔，因此，其吸附能力一般。

活性炭吸附裝置

       由于活性炭的原料和制造方法的不同，細(xì)孔的分布情況也相差很大，而且再生次數(shù)也會(huì)影響細(xì)孔的構(gòu)造，一般來(lái)說(shuō)，吸附量主要受微孔支配，但對(duì)于分子量(或分子直徑)較大的吸附質(zhì)，由于分子篩的作用，被吸附質(zhì)難以進(jìn)入小孔，因此小孔提供的表面積幾乎不起作用，所以在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)吸附質(zhì)的直徑大小和活性炭的孔隙分布來(lái)選擇合適的活性炭。
 
       一般來(lái)說(shuō)，用于水處理的活性炭要求有較發(fā)達(dá)的中孔�；钚蕴康目障斗植冀o吸附容量以很大影響，原因是存在著分子篩作用，或類似排斥色譜的作用，即具有一定尺寸的吸附質(zhì)分子不能進(jìn)入比其直徑小的空隙。按照立體效應(yīng)，活性炭所能吸附的分子直徑大約是孔道直徑的1/2到1/10。也有人認(rèn)為:活性炭?jī)?nèi)起吸附作用的孔道直徑(D)是吸附質(zhì)分子直徑(d)的1.7至21倍，最佳吸附范圍是D/d=1.7~6�；钚蕴渴怯稍S多層狀結(jié)構(gòu)的微晶體不規(guī)則地集合而成，微晶體中的碳原子以共價(jià)鍵形式相結(jié)合，因此活性炭一般情況下被認(rèn)是非極性的。但是有些部位，特別是層的邊緣還有許多非結(jié)晶部位，這些部位的碳原子由于共價(jià)鍵沒(méi)有達(dá)到飽和，而易于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合形成一些表面氧化物基團(tuán)。在400℃左右的低溫活化時(shí)，形成梭基(>COOH )等酸性氧化物，這些官能團(tuán)在水中發(fā)生解離，使活性炭表面具有陰離子特性，極性增強(qiáng)。隨著溫度的升高，這兩種基團(tuán)越來(lái)越少，而堿性氧化物逐漸增加。當(dāng)溫度達(dá)到850℃時(shí)，>COOH和-OH這兩種酸性氧化物基團(tuán)完全消失，而羰基（>C=O）堿性氧化物基團(tuán)達(dá)到最大值。當(dāng)溫度超過(guò)850℃時(shí)，堿性氧化物略有減少，而酸性氧化物略有增加。我國(guó)活性炭通常在900℃左右下活化，故表面氧化物主要是羰基（>C=O）堿性基團(tuán)。羰基（>C=O）堿性基團(tuán)可使活性炭具有微弱的極性，并具有一定的化學(xué)和物理化學(xué)吸著力。因此，活性炭不僅可以除去水中的非極性吸附質(zhì)，還可吸附極性溶質(zhì)甚至某些微量的金屬離子及其化合物。
 

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