活性炭吸附原理 活性炭是怎樣吸附有害氣體的
活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳,也有排列規整的晶體碳。活性炭中除碳元素外,還包含兩類摻和物:一類是化學結合的元素,主要是氧和氫,這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中,或者在活化過程中,外來的非碳元素與活性炭表面化學結合,如用水蒸氣活化時,活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化;另一類摻和物是灰分,它是活性炭的無機部分;灰分在活性碳中易造成二次污染。那么,你知道活性炭吸附原理跟什么有關嗎?下面我們一起來了解下活性炭吸附原理,看看活性炭是怎樣吸附有害氣體的。
什么是活性炭
活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳,也有排列規整的晶體碳。活性炭中除碳元素外,還包含兩類摻和物:一類是化學結合的元素,主要是氧和氫,這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中,或者在活化過程中,外來的非碳元素與活性炭表面化學結合,如用水蒸氣活化時,活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化;另一類摻和物是灰分,它是活性炭的無機部分;灰分在活性碳中易造成二次污染。
活性炭吸附原理
活性炭是一種多孔性的含炭物質, 它具有高度發達的孔隙構造, 活性炭的多孔結構為其提供了大量的表面積,能與氣體(雜質)充分接觸,從而賦予了活性炭所特有的吸附性能,使其非常容易達到吸收收集雜質的目的。就象磁力一樣,所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以產生強大的引力,從而達到將有害的雜質吸引到孔徑中的目的。但不是所有的活性炭都能吸附有害氣體,只有當活性炭的孔隙結構略大于有害氣體分子的直徑,能夠讓有害氣體分子完全進入的情況下(過大或過小都不行)才能達到最佳吸附效果。
影響活性炭吸附性能的元素
活性炭吸附劑的性質
其表面積越大,吸附能力就越強; 活性炭是非極性分子,易于吸附非極性或極性很低的吸附質;活性炭吸附劑顆粒的大小,細孔的構造和分布情況以及表面化學性質等對吸附也有很大的影響。
吸附質的性質
取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質分子的大小和不飽和度、附質的濃度等。
廢水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。
PH值會對吸附質在水中存在的狀態及溶解度等產生影響,從而影響吸附效果。
共存物質
共存多種吸附質時,活性炭對某種吸附質的吸附能力比只含該種吸附質時的吸附能力差。
溫度
溫度對活性炭的吸附影響較小。
接觸時間
應保證活性炭與吸附質有一定的接觸時間,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。
家庭用活性炭的挑選技巧
一、碘值:碘值是活性炭的一個性能差數,果殼,竹炭,煤制的碘值都在幾百,活性炭原料碘值從800,850,900,950,1000,1100mg/g等多種,吸附能力也不同!成本價格也不同!同碘值的活性炭也只有椰殼的效果最好。
二、用手掂重量:上面已經介紹過了,要想提高活性炭的吸附性能,只有盡可能多地在活性炭上制造孔隙結構,孔隙越多,活性炭越酥松,相對密度也就會越輕,因此好的活性炭手感上會比較輕,在同等重量包裝的情況下,性能好的活性炭會比劣質活性炭體積大許多。
三、看氣泡:將一小把活性炭投入水中,由于水的滲透作用,水會逐漸浸入活性炭的孔隙結構中,迫使孔隙中的空氣排出,從而產生一連串的極為細小的氣泡,在水中拉出一條細小的氣泡線,同時會發出絲絲的氣泡聲,十分有趣。這種現象發生得越劇烈,持續時間越長,活性炭的吸附性就越好。
四、看脫色能力:活性炭吸附能力的另一個表現就是脫色能力,活性炭具有能將有色液體變成淺色或無色的神奇能力,這其實就是因為活性炭吸附了有色液體里的色素分子的原因造成的。
五、重要提示:目前消費者對活性炭認識還不夠,往往把沒有活化過的竹炭、木炭、椰殼炭等炭化料誤認為是活性炭;其次把低吸附值的炭雕、普通活性炭看成是優質活性炭。所以選購時請加以區分,不要上當受騙。
活性炭的清潔與保養
活性炭的清潔
活性炭有吸附作用,吸附一些雜質、異味,所以平時并不需要怎么清潔。使用過一段時間后,放到太陽底下暴曬就可以達到清潔的作用,反復使用就可以了;直到活性炭變少了,就說明有消耗了。
活性炭的保養
活性炭如果使用了一定時間,其吸附能力會達到一個瓶頸,影響其功能作用,所以要定期將產品拿到陽光下暴曬,保持活性炭干燥,重復使用,達到延長產品使用壽命的效果。
活性炭的使用注意事項
1、使用前要清洗去除粉塵,否則這些黑色的粉塵可能暫時會影響水質的清潔度。但建議不要直接用新鮮的自來水沖洗,因為活性炭的多孔隙一旦吸附大量自來水中的氯以及漂白粉,在隨后放置到過濾器中使用時對水質造成的破壞。
2、靠平時簡單的清洗,是無法將活性炭的多孔隙中堵塞的雜物清潔干凈的。所以,務必定期更換活性炭,以免活性炭因“吸附飽和”而失去功效。且更換的時機最好不要等它失效以后再更換,如此方可確保活性炭能不斷地把水族箱水質中的有害物質去除,建議每月更換1——2次活性碳。
3、活性炭的處理水質的效率與其處理用量相關,通常為“用量多處理水質的效果也相對好”。
4、定量的活性炭被使用后,在使用初期應該經常觀測水質的變化,并留意觀測結果,以作為多長時間活性炭失效而更換的時間判斷依據。
5、在使用治療疾病的藥劑時,應該暫時將活性炭取出,暫停使用。以免藥物被活性炭吸附而降低治療效果。
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