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影响吸附的因素有三方面:活性炭方面、吸附质方面、条件方面

影响吸附的因素有三方面:活性炭方面、吸附质方面、条件方面

发布时间:2019/2/22 9:01:35 浏览次数:174

  影响吸附有哪些因素?

  影响吸附的因素有三方面:

  a.活性炭方面

  理想的活性炭要具有在多孔中能容纳最大重量的吸附质的内表面和大孔容。

  一般活性炭的总表面范围为450~1800㎡/g,孔容为0.7~1.8mL/g。但是仅有适当大小的孔里的部分表面和孔容对吸附是有效的。因此,总表面和孔容的数据不能用来评价活性炭的可能有效性。

  微孔多的活性炭倾向于吸附小分子,大孔多的活性炭倾向于吸附较大的分子。

  活性炭粒子大小会极大地影响吸附速率,例如,用一种活性炭从溶液中吸附同量亚甲蓝的时间,因其粒子大小而大有快慢之异,50~75um的活性炭远比1~2mm的为快。活性炭的吸附速率与其大小的平方成正比,例如,粒度325目(直径0.043mm)的活性炭吸附率比粒度20目(直径0.833mm)的活性炭吸附效果要快375倍,即活性炭细的要比粗的好。

  不能认为研细的活性炭就比同量的粒状活性炭具有很大的表面积。非多孔的直径约20um的沙子的表面积仅0.5㎡/g,而粉状活性炭或粒状活性炭的表面积均为500~1500㎡/g。因其表面积存在于广大的丰富的内孔之中。因此研磨对表面积而言,可略去不计,但对达到平衡吸附值的时间是有些影响的。

  活性炭孔的形状不是想象那样的圆形,是有锥形、墨水瓶形、狭缝形或其扭曲形等,形状会影响吸附。

  活性炭中的化学组分,如氧、氮、硫等和灰分中的微量金属都会影响吸附。

  b.吸附质方面

  一般有机物的吸附随着分子量的增加而增加,直至分子太大进不了炭孔。吸附随溶解度降低而增加,大于三个碳原子的分子一般都被吸附,除非它极易溶解。非极性有机物较极性有机物更易从水溶液中被吸附。有其他有机物混存时会影响吸附。分子大小相近的芳香族有机物比脂肪酸易吸附。立体异构体对链烃、反式的比順式的可吸附性大。对芳寄带支链的相反。旋光性基本不影响吸附。

  易液化或高沸点的气体较易吸附。

  混合气体中,纯净状态下易被吸附的气体优先被吸附。

  一般无机物不易被吸附,但钼酸盐、氯化金、氯化高汞、银盐和碘例外。

  c.条件方面

  温度影响扩散速率和吸附平衡,扩散速率与黏率等有关,提高温度会提高扩散速率,从而达到平衡加快,但是最终的吸附量也较低。实践上,为了达到平衡快些,可在较高温度下操作,增加分子运动,显然使有机物更易进入炭孔;可是当时间相对地不重要时,可在较低温度下操作,以取得较多的吸附量。

  压力增高,气体的吸附量增大,尤其常压下吸附性较小的气体,这是变压吸附的基础。

  气体速度低些,传质层短些;但是吸附慢些,装置要大些。线性气体速度以5~40cm/s为宜。

  气流温度通常推荐低于70%。活性炭虽非脱水性干燥剂,但在高温度气体中能吸附相当数量的水分。活性炭中的水分会使气流中要去除的成分扩散先通过水分,然后到达炭表面。通过水分的扩散比通过气相为慢,结果加长了传质层。

  pH值会影响溶液中有色物的吸附。许多有色化合物在不同pH值下会改变结构和色泽,在不同的pH值下用同样的活性炭处理同样的溶液,一般在较低pH值下有较佳的吸附。因为在低pH值下有色化合物本身呈色浅些,又因为在低pH值下吸附效率较高些。不同溶质的吸附有不同的最佳pH值,低pH值有利于有机酸的吸附,高pH值有利于有机碱的吸附。

  由于活性炭制造时活化条件的不同而pH值有异,水蒸气活化的活性炭呈碱性,化学品活化的活性炭则呈酸性。为了配合使用,活性炭的pH值可在制造时调整。

  

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