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)分子的大小和充滿度、吸附質(zhì)的濃度等。
③廢水的PH值
一般來說,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、內(nèi)酯類、醌類和醚類。這些表面上包含的一些氧化物和復(fù)合物來自材料的衍生物,一些是在活化過程中或活化后通過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洗滌或酸洗來減少。
活性炭催化
活性炭在許多吸附過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。