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活性炭微孔/中孔/大孔各自的性质和特点

导读:活性炭 的孔结构十分复杂,形状各异,孔隙大小从不到1nm直至1万nm以上,按其孔隙大小可分为微孔、中孔、大孔。本文亚康净水针对这几种孔径进行详细介绍: 微孔: 微孔:所谓微孔,就是在相当于滞后开始时的相对压力下已经被完全充填的那些孔隙。 微孔的半径r小

活性炭的孔结构十分复杂,形状各异,孔隙大小从不到1nm直至1万nm以上,按其孔隙大小可分为微孔、中孔、大孔。本文亚康净水针对这几种孔径进行详细介绍:

微孔:

微孔:所谓微孔,就是在相当于滞后开始时的相对压力下已经被完全充填的那些孔隙。

微孔的半径r小于15-16A,它们相当于被吸附分子的大小。微孔的容积为0.20-0.60cm3/g,约占活性炭总比表面积的90%以上,即数百m2/g,甚至超过1000m2/g,吸附作用主要靠它。

对吸附来说,较重要的是微孔,由于微孔有很大的孔容和比表面积,孔容0.2-0.6cm3/g;比表面积可达900-1200m2/g,占总比表面积的95%以上,所以它在很大程度上决定着活性炭的吸附能力。

中孔(过渡孔):

中孔:是那些能发生毛细凝聚使被吸附物质液化而形成弯液面,从而在等温线上出现滞后回线的孔隙。因此,中孔大小在有效半径15A。

中孔(过渡孔)的有效半径要比被吸附分子大得多,它的作用是捕捉有机蒸汽,作为吸附物分子进入微孔的通道,用来吸附大分子物质,常用于溶液的脱色如用ZnCl2法制得过渡孔特别发达的糖用炭,以除去溶液中分子较大的有色杂质或呈胶体分散的颗粒。化学法制得活性炭的过渡孔容积可达0.7cm3/g,它的比表面积达200-450m2/g。

中孔的作用:

①在足够高的压力下按毛细凝聚的机理吸附物质蒸气;

②作为被吸附物质达到微孔的通道;

③在液相吸附中对大分子的物质有很好的吸附效果。大孔的孔容通常在0.2-0.8cm3/g,比表面积较小0.5-2.0m2/g,主要起通道作用。

当活性炭用作催化剂载体时,催化剂主要是沉积在中孔和大孔内,但也有沉积在微孔内的。

大孔:

活性炭的大孔容积通常在0.2-0.8cm3/g,它的比表面积只0.5-2m2/g。半径大于1000-2000nm的孔隙。

在这样大的孔隙内技术上是不能实现毛细凝聚的。比表面数值这样小,表明它在吸附中不会起明显作用,一般都不希望有,因它会降低活性炭的充填比重和强度。但是,这些大孔起着输送渠道的作用,当活性炭用作催化剂载体时,较大的孔隙作为催化剂沉积的场所可能是有用的。

活性炭中各类孔隙的特点和性质:

孔隙种类 比表面积 比孔容积 吸附理论 作用
微孔 活性炭的比表面积90%以上 0.2-0.7cm3/g 容积充填 气相吸附的主要场所
过渡孔 20-70m2/g 0.02-0.10cm3/g 多分子层和毛细凝聚 液相吸附,输送作用,添加催化剂
大孔 0.5-2m2/g 0.30-0.35cm3/g 多层吸附 输送通道

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