炭具有的吸附性能主要決定于其多孔性結構

活性炭具有的吸附性能主要決定于其多孔性結構     活性炭具有的吸附性能主要決定于其多孔性結構。 活性炭中具有各種孔隙，不同的孔徑能夠發(fā)揮出與其相應的機能。國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC 1972) 依據(jù)不同尺寸孔隙中分子吸附的不同，將孔分為三類：w>50nm的為大孔；2nm<w<50nm的為中孔；w<2nm的為微孔。但實際上這樣的劃分帶有相當?shù)闹饔^性和武斷性，因為吸附過程或填充過程不僅依賴于孔隙形態(tài)，而且受吸附質性能以及吸附質-吸附劑間相互作用的影響。     活性炭孔結構和孔形狀對于吸附都有很大影響，微孔碳結構中存在的幾種孔隙：開孔型、部分閉孔型和間充籠型。由于特殊的碳結構，使得碳質吸附劑的孔隙具有狹縫型的特征，這與其他類型吸附劑的孔隙有明顯的區(qū)別：如苯分子(一種片狀分子)可以被孔隙尺寸為0.4nm的炭分子篩(Carbon Molecular Sieve,CMS)吸附而不被孔隙尺寸為0.4nm的沸石所吸附； CMS可優(yōu)先吸附扁平的苯分子而不吸附椅形或船形的環(huán)己烷分子或異丁烷(這兩種分子將不能進入狹縫型孔隙)。圖1-2比較了碳質吸附劑的孔隙與沸石孔隙的差異。     按照分子尺度和吸附劑之間的關系所劃分的吸附狀態(tài)主要有4種：     ①分子尺度>細孔直徑時，因分子篩作用，分子無法進入孔隙，故不起吸附作用；     ②分子尺度~細孔直徑時，分子直徑與細孔直徑相當，吸附劑對吸附分子的捕捉能力非常強，適于極低濃度下的吸附；     ③分子尺度＜細孔直徑時,吸附質分子在細孔內(nèi)發(fā)生毛細凝聚,吸附量大;     ④分子尺度&le;細孔直徑時,吸附的分子容易發(fā)生脫落，脫附速度快，但低濃度下的吸附量小。     通常研究的微孔炭吸附劑的微孔的實際尺度應與氣相吸附分子尺度相當或小于微孔徑。