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颗粒活性炭的孔分布结构及作用

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  颗粒活性炭的孔分布结构及作用

  颗粒活性炭其孔隙结构呈三分散系统,即它们的孔径很不均匀,主要集中在三类尺寸范围:大孔、中孔和微孔。

颗粒活性炭的孔分布结构及作用

  大孔又称粗孔,指半径大于100-200mm的孔隙。在大孔里蒸气是不会有凝缩现象的。大孔的内表面与非孔型炭表面之间没有本质上的区别,其所占比例又很小,可以忽略它对吸附量的影响。大孔在吸附过程中起吸附通道的作用。

  中孔也称过渡孔,指蒸汽能在其中发生毛细管凝缩而使吸附等温线出现滞后回线的孔隙,其有效半径常处于2-100mm。中孔的尺寸相对大孔小很多,尽管其内表面与非孔型炭表面之间也无本质的差异,但由于其比表面已占一定的比例,所以对吸附量存在一定的影响。但一般情况下,它主要起粗、细吸附通道的作用。

  微孔有着与被吸附物质的分子属同一量级的有效半径(小于2mm),是活性炭中重要的孔隙结构,决定其吸附量的大小。微孔内表面因为其相对避免吸附力场重叠,致使它与非孔型炭表面之间出现本质差异,因此影响其吸附机制。

  物理吸附首先发生在尺寸较小、势能较高的微孔中,然后逐渐扩展到尺寸较大、势能较低的微孔中。微孔的吸附并不是沿着表面逐层进行,而是按溶剂填充的方式实现,而大孔、中孔却是表面吸附机制。所以,活性炭的吸附性能主要取决于它的孔隙结构,特别是微孔结构,存在的大量中孔对吸附也有一定的影响。

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