活性炭的表面化學結構有哪些?

• 更新時間：2021-04-14

• 　　活性炭的表面化學結構有哪些?

  　　A、表面氧化物

  　　用通常的化學分析檢查出上表相當數量的雜質原子，這些雜質原子或者結合在在微晶的端部形成表面氧化物或者進入碳原子的層內形成雜環化合物?；钚蕴恐袣浜脱醯拇嬖趯钚蕴康奈脚c其他特性有很大的影響。在炭化及活化的工程中，由于氫和氧與碳以化學鍵結合，是活性炭的表面上有各種有機官能團型式的氧化物及碳氫化物，這些氧化物使活性炭與吸附分子發生化學作用，顯示出活性炭的選擇吸附性。其表面從含氧官能團的形式分別存在著酸性、中性、堿性官能團，酸性有羧基、酚羥基，中性有醌基、羰基、堿性官能團的結構至今未詳細了解。關于活性炭的表面化學結構目前是最不明確的一個領域，有待于研究。

  

  　　B、活性炭的細孔

  　　活性炭在制造過程中，發揮性的有機物去除后，晶格間生成的空隙形成許多形狀和大小不同的細孔，這些細孔壁的總表面積(即比表面積)一般高達500-1700m2/g,這就是活性炭吸附能力強，吸附容量大的主要原因。

  　　表面積相等的炭，對同一種物質的吸附容量有時也不同，這與活性炭的細孔分布和細孔結構有關。細孔的構造及分布隨原料、活化方法、活化條件不同而異，實際上不論細孔大小還是形狀都是各種各樣的，特別是細孔大小的范圍非常廣，所以根據細孔大小分三類，通常以半徑100A(有時用200—1000A)為界限，半徑小于它的細孔稱為微孔，大于它的成為大孔，杜比寧(Dubinin)把在微孔和大孔之間半徑20-1000A的細孔稱為過渡孔。

  　　三類孔的半徑如下：

  　　大孔1000-10000A

  　　過渡孔20-1000A

  　　小微孔20A

  　　活性炭的表面化學結構有哪些?一般活性炭的微孔容積約為0.15-0.9ml/g，表面積占活性炭表面積的95%以上，因此活性炭與其他吸附劑相比，具有微孔特別發達的特征，過度孔的容積為0.02-0.10ml/g，表面積不超過總表面積的5%。大孔容積0.2-0.5ml/g，表面積只有0.5-2㎡/g。吸附時，大孔可以應用多層吸附理論，過渡孔可以應用毛細管凝結理論，微孔可以應用容積填充理論。細孔中大概有一端閉塞的，也有兩頭都開口的，還有孔與孔交錯在一起的，具體情況還不太清楚。從常識上可以想象，活性炭具有少數大孔上分枝形成許多過渡孔，再進一步從過渡孔上分枝形成無數的微孔的樹枝狀結構。這種結構也并非適用于所有場合。因為上述細孔分布特征僅為一般情況，活性炭的性質受多種因素的影響，不同的原料、不同的活化方法及條件，制得的活性炭的細孔半徑也不同，表面積所占比例也不同。

  　　C、吸附機理

  　　大孔內表面積發生多層吸附，在活性炭中它的比例很少，大部分只能起著作為被吸附分子進入吸附部分的通路作用，但它作為支配吸附速度因素，在實用中很重要。過渡孔的作用不是單純的，在許多情況下與大孔相同，作為被吸附質的通路而支配著吸附速度，但在某種程度相對應下發生毛細管凝結，并對不能進入微孔的那樣的大分子也起著吸附部位作用?；钚蕴康奈阶饔么蟛糠钟晌⒖走M行，吸附量受微孔支配。在活性炭中微孔肯定發達，但他的發達程度以及過度孔和大孔的多少隨制備方法及原料的不同有很大的差別，所以相應活性炭的吸附能力是多種多樣的，因為吸附是在固體表面上發生的現象，故可以認為比表面積是表示吸附能力的重要因素。