影響活性炭吸附的因素有哪些?
①活性炭吸附劑的性能
表面積越大,吸附能力越強(qiáng);活性炭吸附劑顆粒的大小、孔的結(jié)構(gòu)和分布以及表面的化學(xué)性質(zhì)對(duì)吸附也有很大影響。
②吸附質(zhì)的性質(zhì)
它取決于其溶解度、表觀自由能、極性、吸附質(zhì)分子的大小和充滿(mǎn)度、吸附質(zhì)的濃度等。
③廢水的PH值
一般來(lái)說(shuō),活性炭在酸性溶液中的吸附率高于在堿性溶液中的吸附率。PH值會(huì)影響吸附質(zhì)在水中的存在和溶解度,進(jìn)而影響吸附。
④共存物質(zhì)
當(dāng)多種吸附劑共存時(shí),活性炭對(duì)某種吸附劑的吸附能力比僅含這種吸附劑時(shí)差。
⑤溫度
溫度對(duì)活性炭的吸附影響不大。
⑥觸摸時(shí)間
我們應(yīng)保證活性炭與吸附質(zhì)之間有一定的接觸時(shí)間,使吸附接近平衡,吸附能力得到充分利用。
活性炭化學(xué):
活性炭的吸附包括物理吸附和化學(xué)吸附?;钚蕴康奈饺Q于孔隙結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成?;钚蕴坎粌H含有碳,還含有少量的氧和氫,如羰基、羧基、酚類(lèi)、內(nèi)酯類(lèi)、醌類(lèi)和醚類(lèi)。這些表面上包含的一些氧化物和復(fù)合物來(lái)自材料的衍生物,一些是在活化過(guò)程中或活化后通過(guò)空氣或水蒸氣的作用產(chǎn)生的。有時(shí)會(huì)產(chǎn)生表面硫化物和氯化物。在活化過(guò)程中,材料中所含的礦物質(zhì)將被收集在活性炭中變成灰燼,灰燼的主要成分是堿金屬鹽和堿土金屬鹽,如碳酸鹽和磷酸鹽。
這些灰分含量可以通過(guò)洗滌或酸洗來(lái)減少。
活性炭催化
活性炭在許多吸附過(guò)程中都伴隨著催化反應(yīng),表現(xiàn)出催化劑的活性。
例如,活性炭吸附的二氧化硫通過(guò)催化氧化轉(zhuǎn)化為三氧化硫。
由于特定含氧化合物或絡(luò)合物的存在,活性炭對(duì)各種反應(yīng)具有催化活性,如使氯氣和一氧化碳生成光氣。
因?yàn)樵诨钚蕴亢洼d體之間會(huì)有一種復(fù)合物,這種復(fù)合催化劑大大增加了催化活性。例如,負(fù)載鈀鹽的活性炭即使在沒(méi)有銅鹽催化劑的情況下也可以催化烯烴的氧化反應(yīng),并且它是快速和選擇性的。
活性炭可以用作催化劑載體,因?yàn)樗哂邪l(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)、巨大的內(nèi)外表面積以及良好的耐熱性、耐酸性和耐堿性。例如,在有機(jī)化學(xué)中的氫化、脫氫環(huán)化和異構(gòu)化反應(yīng)中,活性炭是鉑和鈀催化劑的優(yōu)良載體。