表面积越大的活性炭吸附能力越强。有时比表面积相同,平均孔隙半径出一样的活性炭表现出不同的吸附性能。这是因为吸附性能除了受比表面积、平均孔隙半径影响以外,还受孔隙的形状,孔径分布及活性炭表面性质的影响。
)疏水性的非极性吸附剂。水也是一种极性溶剂,活性炭对溶解水中各种非极性的有机化合物具有卓越的吸附能力。
▲活性炭活性化法分两大类
(1)气体活化法(又称物理活化法)。气体活化法是将炭化物加热到某一温度并通入气体活性化剂:二氧化碳、氧气(空气)、水蒸汽等进行活化。
(2)化学药品活化是将含碳物质(有时也用木炭)与化学物品活化剂如氯化锌、磷酸等混合,然后进行炭化、活化,制取活性炭。
这两类活化方法的作用,原理采用的原材料和设备及成品的吸附性能各不相同,并且它们的用途也各异
活性炭的堆积密度为0.38~0.50g/cm3
▲活性炭的密度可以用汞置换法可以测定其数值一般为0.55~0.9g/cm3
▲真密度有时称作真比重。活性炭的真密度通常用氦气吸附法测定,其数值通常为1.9~2.2g/cm3
▲比孔容积。比孔容积表示单位的活性炭颗粒内部所具有孔隙的总体积。cm3/g
▲孔隙率。孔隙率表示活性炭颗粒内部所有孔隙的总体积占颗粒本身体积的比率
▲比表面积。质量上一克的活性炭中所含有的颗粒外表面积与颗粒内部孔隙的内表面积的总和,称作该种活性炭的比表面积。活性炭比表面积大小随原料及活化时的工艺条件而异,通常在500~1500m2/g的范围内。用特种方法制造的活性炭比表面积可以高达2500m2/g以上。
▲平均孔隙半径。当制造条件相同时,平均孔隙半径大的活性炭的孔径分布偏向孔径大的一侧,适用于液相吸附及大分子物质的吸附;平均孔隙半径小的活性炭的孔径分布偏向孔径小的一侧,适用于气相吸附及小分子物质的吸附。
▲孔径分布。测定活性炭的孔径分布时,通常是使用压汞法测定半径大于10nm部分孔隙;用氮气吸附法测定半径为2~30nm部分的孔隙;再X射线小角散射法等测定出半径小于2nm部分。
▲用氯化锌法生产的活性炭,氧和氮的含量通常比水蒸汽法活性炭多。氧和氮两种元素通常在活性炭的表面形成表面化和物,从而对活性炭的吸附性能造成一定的影响。