?木質(zhì)活性炭是以?xún)?yōu)質(zhì)的薪材、木屑、木塊、椰殼、果殼等為原材料,按照木質(zhì)活性炭國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T13803.2-1999),采用當(dāng)今比較流行的工藝:比如物理法、磷酸法、氯化鋅法進(jìn)行加工生產(chǎn)而成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和吸附原理如下:
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結(jié)構(gòu)
孔隙結(jié)構(gòu):木質(zhì)活性炭具有豐富的孔隙,這些孔隙大小不一,通常分為微孔、中孔(介孔)和大孔。微孔的孔徑一般小于 2nm,數(shù)量眾多,提供了巨大的比表面積,是活性炭吸附小分子物質(zhì)的主要場(chǎng)所。中孔孔徑在 2 - 50nm 之間,能吸附較大分子的物質(zhì),同時(shí)也是物質(zhì)進(jìn)出微孔的通道。大孔孔徑大于 50nm,主要作用是作為吸附質(zhì)分子進(jìn)入活性炭?jī)?nèi)部的通道,對(duì)吸附性能的直接貢獻(xiàn)相對(duì)較小,但有助于提高吸附質(zhì)在活性炭顆粒內(nèi)的擴(kuò)散速度。
表面化學(xué)結(jié)構(gòu):木質(zhì)活性炭的表面含有多種官能團(tuán),如羥基、羧基、羰基等。這些官能團(tuán)的存在使活性炭表面具有一定的化學(xué)活性和極性,能夠與某些特定的吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或形成氫鍵、范德華力等相互作用,從而增強(qiáng)活性炭對(duì)某些物質(zhì)的吸附能力。
原理
物理吸附:主要基于范德華力,活性炭具有巨大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu),當(dāng)吸附質(zhì)分子靠近活性炭表面時(shí),會(huì)被孔隙表面的分子引力所吸引,從而被吸附在孔隙中。這種吸附作用沒(méi)有選擇性,只要吸附質(zhì)分子的大小合適,能夠進(jìn)入活性炭的孔隙,就可以被吸附。物理吸附是一個(gè)可逆過(guò)程,在一定條件下,吸附質(zhì)可以從活性炭表面解吸出來(lái)。
化學(xué)吸附:活性炭表面的官能團(tuán)可以與某些吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成化學(xué)鍵。例如,活性炭表面的羥基可以與一些酸性氣體發(fā)生中和反應(yīng),羧基可以與一些堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。化學(xué)吸附具有選擇性,只有那些能夠與活性炭表面官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)的吸附質(zhì)才能被化學(xué)吸附。化學(xué)吸附是不可逆的,一旦吸附質(zhì)與活性炭表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),就很難再解吸下來(lái)。
木質(zhì)活性炭通過(guò)其獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)結(jié)構(gòu),利用物理吸附和化學(xué)吸附的共同作用,對(duì)各種氣體和液體中的雜質(zhì)、色素、異味等物質(zhì)進(jìn)行吸附,從而達(dá)到凈化、分離和提純等目的。