什么是活性炭？活性炭有哪些特性？

時間：2021-08-20作者：景德鎮(zhèn)市京航活性炭有限公司瀏覽：48

在污水處理項目中，“活性炭”是一個繞不開的詞，今天就來簡要的分享一下：什么是活性炭？活性炭有哪些特性？

活性炭是一種非常優(yōu)良的吸附劑，它是利用木炭、竹炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料，通過物理和化學(xué)方法對原料進(jìn)行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成?；钚蕴烤哂形锢砦胶突瘜W(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇地吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。




吸附性質(zhì)是活性炭的首要性質(zhì)?；钚蕴烤哂邢袷Яs無規(guī)則地排列的微晶，在活化過程中微晶間產(chǎn)生了形狀不同、大小不一的孔隙。按IUPAC方法分：微孔小于1.0nm、中孔1～25nm、大孔大于25nm。活性炭微孔的孔隙容積一般只有0.25～0.9mL／g，孔隙數(shù)量約為1020個／g，全部微孔表面積約為500～1500㎡／g，也有稱高達(dá)3500～5000㎡／g的。這些孔隙特別是微孔提供了的表面積。

活性炭幾乎95％以上的表面積都在微孔中，因此微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容積一般約為0.02～1.0mL／g，表面積較高可達(dá)幾百平米，能為吸附物提供進(jìn)入微孔的通道，又能直接吸附較大的分子。大孔的孔隙容積一般約為0.2～0.5mL／g，表面積約0.5～2㎡／g，其作用一是使吸附質(zhì)分子深入活性炭內(nèi)部較小的孔隙中去；二是作為催化劑載體，作為催化劑載體時，催化劑只有少量沉淀在微孔內(nèi)，大都沉淀在大孔和中孔之中。

影響活性炭吸附的主要因素有哪些？

由于活性炭水處理所涉及的吸附過程和作用原理較為復(fù)雜，因此影響因素也較多，主要有活性炭的性質(zhì)、水中污染物的性質(zhì)、活性炭處理的過程原理以及選擇的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)與操作條件等。

（1）活性炭的性質(zhì)

用于水處理的活性炭應(yīng)有三項要求:吸附容量大、吸附速度快、機(jī)械強(qiáng)度好。

活性炭的吸附容量除其他外界條件外，主要與活性炭比表面積有關(guān)，比表面積大，微孔數(shù)量多，可吸附在細(xì)孔壁上的吸附質(zhì)就多。吸附速度主要與粒度及細(xì)孔分布有關(guān)，水處理用的活性炭，要求過渡孔（半徑2.0～100mm）較為發(fā)達(dá)，有利于吸附質(zhì)向微細(xì)孔中擴(kuò)散?；钚蕴康牧６仍叫∥剿俣仍娇欤^損失要增大，一般在8～30范圍較宜?；钚蕴康臋C(jī)械強(qiáng)度，直接影響活性炭的使用壽命。

（2）吸附質(zhì)（溶質(zhì)或污染物）性質(zhì)

同一種活性炭對于不同污染物的吸附能力有很大差別。

①溶解度:對同一族物質(zhì)的溶解度隨鏈的加長而降低，而吸附容量隨同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附，如活性炭從水中吸附酸的次序是按甲酸→乙酸→丙酸→丁酸而增加。

②分子大小與化學(xué)結(jié)構(gòu):吸附質(zhì)分子的大小和化學(xué)結(jié)構(gòu)對吸附也有較大的影響。因為吸附速度受內(nèi)擴(kuò)散速度的影響，吸附質(zhì)（溶質(zhì)）分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例，較利于吸附。在同系物中，分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的物較飽和的易吸附。芳香族的物較脂肪族的物易于吸附。

③性:活性炭基本可以看成是一種非性的吸附劑，對水中非性物質(zhì)的吸附能力大于性

物質(zhì)。

④吸附質(zhì)濃度:吸附質(zhì)的濃度在一定范圍時，隨著濃度增高，吸附容量增大。因此吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的濃度變化，活性炭對該種吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的吸附容量也變化。




（3）溶液pH

溶液pH值對吸附的影響，要與活性炭和吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的影響綜合考慮。溶液pH值控制了酸性或堿性化合物的離解度，當(dāng)pH值達(dá)到某個范圍時，這些化合物就要離解，影響對這些化合物的吸附。溶液的pH值還會影響吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的溶解度，以及影響膠體物質(zhì)吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的帶電情況。由于活性炭能吸附水中氫、氧離子，因此影響對其他離子的吸附。活性炭從水中吸附污染物質(zhì)的效果，一般隨溶液pH值的增加而降低，pH值**9.0時，不易吸附，pH值越低時效果越好。在實際應(yīng)用中，應(yīng)通過試驗確定較佳pH值范圍。

（4）溶液溫度

因為液相吸附時，吸附熱較小，所以溶液溫度的影響較小。吸附是放熱反應(yīng),吸附熱越大，溫度對吸附的影響越大。另一方面，溫度對物質(zhì)的溶解度有影響，因此對吸附也有影響。用活性炭處理水時，溫度對吸附的影響不顯著。

（5）多組分吸附質(zhì)共存

應(yīng)用吸附法處理水時，通常水中不是單一的污染物質(zhì)，而是多組分污染物的混合物。在吸附時，它們之間可以共吸附，互相促進(jìn)或互相干擾。一般情況下，多組分吸附時吸附容量比單組分吸附時低。

（6）吸附操作條件

因為活性炭液相吸附時，外擴(kuò)散（液膜擴(kuò)散）速度對吸附有影響，所以吸附裝置的型式、接觸時間（通水速度）等對吸附效果都有影響。

上述對“污水處理常用到的'活性炭'的粗淺理解和描述”，可能也不一定妥當(dāng)和完善，但意在拋磚引玉。我是“污水博物館”，一名專注于環(huán)保污水處理知識、經(jīng)驗分享的技術(shù)研發(fā)博士。歡迎在私信或留言區(qū)探討~希望大家能夠踴躍的評論和交流，一起進(jìn)步哈~








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