 |
| |
活性炭吸附的主要影响因素 |
| |
|
| 影响活性炭吸附的因素应包括：活性炭的物理性质、化学性质、被吸附物质的性质及水溶液的性质等，其中活性炭的物理、化学性质对其吸附效果起着决定性的作用，主要为活性炭的比表面积、孔容分布、表面化学性质、极性及所带电荷等。 |
| 用于水处理的活性炭应有三项要求：吸附容量大、吸附速度快及机械强度好。活性炭的吸附容量除其他外界条件外，主要与活性炭比表面积有关，比表面积大，微孔数量多，可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关，水处理用的活性炭，要求过渡孔较为发达，有利于吸附质向微孔中扩散，活性炭的粒度越小吸附速度越快，但产生 的阻力损失就要增大，一般微孔尺寸在8-30目范围内为宜。活性炭的机械强度与其选用的制造材料及制造过程有关，它的机械耐磨强度或抗碎裂强度将直接影响活性炭的使用寿命。 |
| (1)活性炭的性质 |
| ①比表面积。活性炭的比表面积较大，一般为700-1600m2/g，所以对许多物质具有很强的吸附性能力。比表面积越大的活性炭，其活性表面活性点就越高。但是比表面积相同的活性炭其吸附量不一定相同，这主要是因为吸附量还受吸附剂孔隙构造和分布的影响。吸附质是否能被吸附还要看活性炭的孔隙尺寸及构造，如果活性炭的孔隙孔径小于吸附质的分子或离子的直径，那么吸附质就不能到达活性炭的表面，也就不能被活性炭吸附。一般认为，活性炭的微晶凝聚体中包含着形状不规则的缝隙连接网，在这种网中有大小不同的孔径，大孔为可吸附的分子进人内部提供通道，微孔则提供进行吸附的表面积，但应注意的是，并不是所有微孔的吸附性都一致，往往在不同的表面积部位有特定的和具选择性的吸附能力。 |
| ②孔容分布。活性炭的吸附性能主要取决于其孔径分布，日本有研究者通过试验得出 了活性炭的吸附能力与比表面积和平均孔隙直径的关系。试验方法是在50mL初始浓度为300mg/L的亚甲基蓝溶液中加人50mg各种吸附剂，在25°C下进行吸附，测定达到吸附平衡后亚甲基蓝的浓度，其不同孔径分布的吸附剂对亚甲基蓝吸附能力的试验数据见表2-6，存在的关系如式（2-10)所示。 |
| lg[(C0-C)/C] = 0. 00644S—1. 23D-0. 935 (2-10)比表面积主要取决于孔隙的微孔容积，与吸附剂的吸附容量有密切的关系。如式（2-10) 中S的系数为正值，S越大吸附能力就越强；平均孔隙直径D表示吸附力的强度，吸附主 |
 |
| 要由分散力引起，吸附质与孔隙表面越接近越好，平均孔径越小的活性炭吸附力越强，因此D的系数为负值。所以可以认为比表面积越大、平均孔径越小的活性炭吸附力越大。 |
| (2)吸附质的性质 |
| ①分子的构造大小。随着吸附质分子量的增加，吸附量也增加，但由于受活性炭内孔隙扩散速度的影响，当活性炭微孔大小为吸附质分子大小的3-6倍时，能够进行有效吸附，如果小于这个差值，则由于分子筛的作用而使扩散阻力增加，不利于吸附。在同系物中，分子量大的较分子量小的易吸附；不饱和键的有机物较饱和的易吸附；芳香族化合物较脂肪酸化合物易吸附；越能降低溶液表面张力的物质越易被吸附。 |
| ②溶解度。活性炭为疏水性物质，吸附质分子的疏水性越强越易被吸附。吸附质溶解度越小，越容易被活性炭吸附。同一族物质的溶解度随链的加长而降低，而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增大。 |
| ③极性。活性炭是一种非极性的吸附剂，对水中非极性物质的吸附能力较极性物质强。 |
| (3)水的性质 |
| ①pH值的影响。pH值表征水中H+或OH-的多少，其一方面会影响吸附质在水中的存在状态（分子、离子、化合物），控制水中某些化合物的离解度和溶解度，影响化合物的吸附，另一方面活性炭会吸附水中的H+或OH-，影响活性炭对其他离子的吸附。 |
| 活性炭对水中有机污染物质的吸附效果一般随溶液pH值的增加而降低，pH值较低时效果较好，pH值髙于9.0时不易吸附。不同溶质吸附的最佳pH值范围应通过试验确定。 |
| ②溶液温度的影响。活性炭吸附单位质量的吸附质放出的总热量为吸附热，吸附热越大，温度对吸附的影响越大。液相吸附吸附热较小，温度变化对吸附容量影响较小，而气相 吸附则不然，温度是其重要的影响因素。用活性炭吸附水中的有机物时，温度对吸附的影响非常小，往往可以忽略不计。但另一方面，如果提高溶液温度，可加大吸附质在活性炭内部的扩散速度，进而提高活性炭法的吸附速度。 |
| 溶液多组分共存的影响采用活性炭吸附水中的污染物时，由于溶液中的污染物不是单一组分，而是由多组分组成的混合物，因此在吸附时存在着相互影响，它们之间既可以 互相促进又可以互相干扰。一般情况下，活性炭对混合溶质的吸附较单组分为差。 |
碱式氯化铝与聚丙烯酰胺共同使用有哪些优点
