來源：韓研活性炭網 作者：韓研活性炭網 2017-03-10
活性炭是一種非常優良的吸附劑，它是利用木炭、竹炭、各種果殼和優質煤等作為原料，通過物理和化學方法對原料進行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成。活性炭具有物理吸附和化學吸附的雙重特性，可以有選擇地吸附氣相、液相中的各種物質，以達到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。
吸附性質是活性炭的首要性質。活性炭具有像石墨晶粒卻無規則地排列的微晶，在活化過程中微晶間產生了形狀不同、大小不一的孔隙。按IUPAC方法分：微孔小于1.0nm、中孔 1~25nm、大孔大于25nm。活性炭微孔的孔隙容積一般只有0. 25~0. 9Ml/g，孔隙數量約為 1020 個/g, 全部微孔比表面積約為500~1500㎡/g , 也有稱高達3500 ~5000㎡/g的。這些孔隙特別是微孔提供了巨大的表面積。
活性炭幾乎95% 以上的表面積都在微孔中，因此微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容積一般約為0. 02~1.0mL/g, 比表面積最高可達幾百平米，能為吸附物提供進入微孔的通道，又能直接吸附較大的分子。大孔的孔隙容積一般約為0. 2 -0.5mL/ g , 比表面積約0.5 ~2㎡/g, 其作用一是使吸附質分子快速深入活性炭內部較小的孔隙中去;二是作為催化劑載體，作為催化劑載體時，催化劑只有少量沉淀在微孔內，大都沉淀在大孔和中孔之中。
(二)影響活性炭吸附的主要因素
由于活性炭水處理所涉及的吸附過程和作用原理較為復雜，因此影響因素也較多，主要有活性炭的性質、水中污染物的性質、活性炭處理的過程原理以及選擇的運轉參數與操作條件等有關。
1. 活性炭的性質
用于水處理的活性炭應有三項要求：吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。活性炭的吸附容量除其他外界條件外，主要與活性炭比表面積有關，比表面積大，微孔數量多，可吸附在細孔壁上的吸附質就多。吸附速度主要與粒度及細孔分布有關，水處理用的活性炭，要求過渡孔(半徑2. 0~100nm )較為發達，有利于吸附質向微細孔中擴散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水頭損失要增大，一般在8~30目范圍較宜。活性炭的機械耐磨強度，直接影響活性炭的使用壽命。
2.吸附質(溶質或污染物)性質
同一種活性炭對于不同污染物的吸附能力有很大差別。
(1)溶解度
對同一族物質的溶解度隨鏈的加長而降低，而吸附容量隨同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附，如活性炭從水中吸附有機酸的次序是按甲酸→乙酸→丙酸→丁酸而增加。
(2)分子大小與化學結構
吸附質分子的大小和化學結構對吸附也有較大的影響。因為吸附速度受內擴散速度的影 響，吸附質(溶質)分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例，最利于吸附。在同系物中，分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機物較飽和的易吸附。芳香族的有機物較脂肪族 的有機物易于吸附。
(3)極性
活性炭基本可以看成是一種非極性的吸附劑，對水中非極性物質的吸附能力大于極性物質。
(4)吸附質濃度
吸附質的濃度在一定范圍時，隨著濃度增高，吸附容量增大。因此吸附質(溶質)的濃度變化，活性炭對該種吸附質(溶質)的吸附容量也變化。
3. 溶液pH
溶液pH值對吸附的影響，要與活性炭和吸附質(溶質)的影響綜合考慮。溶液pH值控制了酸性或堿性化合物的離解度，當pH值達到某個范圍時，這些化合物就要離解，影響對這些化合物的吸附。溶液的pH值還會影響吸附質(溶質)的溶解度，以及影響膠體物質吸附質(溶質)的帶電情況。由于活性炭能吸附水中氫、氧離子，因此影響對其他離子的吸附。活性炭從水中吸附有機污染物質的效果，一般隨溶液pH值的增加而降低，pH值高于9. 0時，不易吸附，pH值越低時效果越好。在實際應用中，應通過試驗確定最佳pH值范圍。
4.溶液溫度
因為液相吸附時，吸附熱較小，所以溶液溫度的影響較小。吸附是放熱反應。吸附熱越大，溫度對吸附的影響越大。另一方面，溫度對物質的溶解度有影響，因此對吸附也有影響。用活性炭處理污水時，溫度對吸附的影響不顯著。
5. 多組分吸附質共存
應用吸附法處理水時，通常水中不是單一的污染物質，而是多組分污染物的混合物。在吸附時，它們之間可以共吸附，互相促進或互相干擾。一般情況下，多組分吸附時分別的吸 附容量比單組分吸附時低。
6. 吸附操作條件
因為活性炭液相吸附時，外擴散(液膜擴散)速度對吸附有影響，所以吸附裝管的型式、接觸時間(通水速度)等對吸附效果都有影響。
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