活性炭是以木材、煤質(zhì)、石油焦等含碳原料為原料,經(jīng)過(guò)熱解和活化處理,制成的孔隙結構發(fā)達、比表面積大、表面化學(xué)基團豐富、比吸附能力強的碳材料的總稱(chēng)。通常,它是具有強吸附能力的粉末狀或顆粒狀多孔無(wú)定形碳。它是通過(guò)碳化固體碳質(zhì)材料(如煤、木材、硬果殼、果核、樹(shù)脂等)獲得的。)在600-900的高溫下隔絕空氣,然后在400-900的條件下用空氣、二氧化碳、水蒸氣或三者的混合氣體氧化活化固體碳質(zhì)材料。
活性炭?jì)炔烤哂芯w結構和孔隙結構,活性炭表面也具有一定的化學(xué)結構?;钚蕴康奈叫阅懿粌H取決于活性炭的物理(孔隙)結構,還取決于活性炭表面的化學(xué)結構。在活性炭的制備過(guò)程中,碳化階段形成的芳香片的邊緣化學(xué)鍵被破壞,形成具有不成對電子的邊緣碳原子。這些邊緣碳原子有不飽和化學(xué)鍵,可以與氧、氫、氮和硫等雜環(huán)原子反應形成不同的表面基團。這些表面基團的存在無(wú)疑會(huì )影響活性炭的吸附性能。x射線(xiàn)研究表明,這些雜環(huán)原子與芳香片邊緣的碳原子結合,生成含氧、氫和氮的表面化合物。當這些邊緣成為主要的吸附表面時(shí),這些表面化合物改變了活性炭的表面特性和表面性質(zhì)?;钚蕴勘砻婊鶊F分為酸性、堿性和中性。酸性表面官能團包括羰基、羧基、內酯、羥基、醚、酚等。能促進(jìn)活性炭對堿性物質(zhì)的吸附;堿性表面官能團主要包括吡喃酮(環(huán)酮)及其衍生物,能促進(jìn)活性炭對酸性物質(zhì)的吸附。
用磷酸等酸性活化劑制備的活性炭表面以酸性基團為主,能很好地吸附堿性物質(zhì)。用氫氧化鉀、碳酸鉀等堿性活化劑制備的活性炭表面以堿性基團為主,適合吸附酸性物質(zhì)。然而,通過(guò)物理活化方法如CO2和H2O制備的活性炭的表面官能團通常是中性的?;钚蕴课绞侵竿ㄟ^(guò)活性炭的固體表面吸附水中的一種或多種物質(zhì),達到凈化水質(zhì)的目的?;钚蕴康奈饺萘颗c活性炭的孔徑和結構有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),顆粒越小,孔隙擴散速度越快,活性炭的吸附能力越強。吸附容量和吸附速度是衡量吸附過(guò)程的主要指標。吸附容量通過(guò)吸附量來(lái)測量,吸附速度是指每單位時(shí)間每單位重量吸附劑的吸附量。在水處理中,吸附速度決定了吸附劑與污水的接觸時(shí)間。
上述所講解的就是
活性炭的結構組成與化學(xué)性質(zhì),希望看完能夠對您有所幫助,如果您想要了解更多關(guān)于活性炭的相關(guān)信息的話(huà),歡迎在線(xiàn)咨詢(xún)客服或是撥打本公司服務(wù)熱線(xiàn)(網(wǎng)站右上角)進(jìn)行咨詢(xún),我們將竭誠為您提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)!