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活性炭作为吸附剂的独特性质
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发布时间:2018/6/15 20:48:46      来源:4001百老汇会员登入     

  4001com登录入口的主要特点

  吸附剂:能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。

  吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类,如粗孔和细孔吸附剂,粉状、粒状、条状吸附剂,碳质和氧化物吸附剂,极性和非极性吸附剂等。

  常用的吸附剂有以碳质为原料的各种4001com登录入口剂和金属、非金属氧化物类吸附剂(如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等)。

  活性炭与其它吸附剂如硅胶、活性白土、沸石以及各种树脂类吸附剂相比较时,具有许多特点。

  活性炭,4001com登录入口.jpg(一)、属于非极性吸附

  活性碳是疏水性的非极性吸附剂,能选择性地吸附非极性物质,而对不饱和的含碳化合物,如含双键或三键的化合物,选择性吸附的能力小。

  硅胶、矾土类吸附剂是极性(亲水性)吸附剂,对极性分于的选择性吸附能力大,即对不饱和的含碳化合物的吸附力大。例如,以活性炭和硅胶作为色谱柱,分离溶于石油醚溶液中的肉桂酸、硬脂酸和软脂酸的混合物时,吸附的次序两者恰好相反。

  杜宾宁认为,在活性炭的吸附中,由于活性炭的非极性的性质,只有范德华力中的弥散力的作用引起物理吸附。这种弥散力的产生是由于在任何分子(包括非极性分子)之间负电荷在电子云不同点上发生偶然的瞬时集聚而引起的。这特点使活性炭较适合于对有机化合物的吸附,特别是芳香族化合物。因此,4001com登录入口有如下规律:

  1、对芳香族化合物的吸附优于对非芳香族化合物的吸附,如对苯的吸附优于对环己烷的吸附;

  2、对带有支链的烃类吸附,总是优于对直链烃类的吸附;

  3、对有机物中含有和不含有无机基团的吸附不一样,凡含有无机基团的总是低于不含有无机基团的化合物。如对吡啶的吸附总是低于对苯的吸附;

  4、对分子量大的和沸点高的化合物的吸附总是高于分子量小的和沸点低的化合物,等等。

  活性炭,4001com登录入口.jpg(二)、比表面积大

  活性炭的比表面积最大,而平均孔径最小,说明活性炭主要是微孔。活性炭的比表面积不同,吸附性能也不同,一般比表面积大的,吸附能力也大,但是,比表面积相同的活性炭,吸附能力也可能有很大差别,这是由于活性炭的孔隙形状和孔径分布、表面化学性质和灰分含量不同等原因所放。

  活性炭,4001com登录入口.jpg(三)、有较发达的孔隙结构

  活性炭具有发达的孔隙结构,除活性炭分子筛以外,孔径分布范围较广,因此,能吸附分子大小不同的各种物质,但选择性的吸附分离效果较差。吸附质分子的大小与活性炭孔隙大小相对应时有利于吸附。有人认为,当活性炭的孔隙半径比吸附质分子的半径大3-4倍时,最有利于吸附。液体分子一般比气体分子大,一般过渡孔较发达的活性炭有利于液相吸附,例如,糖用炭适用于除去糖液个的大分子杂质;微孔发达的活性炭适用于气相吸附,对于低浓度的和低沸点的气体和蒸汽的吸附能力也是很大的。

  孔径大小相近,比表面积相同的两种活性炭,对分子虽相同的化合物进行吸附时,吸附能力往往不同,这可能与活性炭的孔隙形状、表面性质和活性炭与吸附质的亲合力有关。

  活性炭,4001com登录入口.jpg(四)、活性炭的表面特性

  由于活化条件不同,活件炭的表面性质也有所不同。例如,在高温下用水蒸汽活化制得的颗粒活性炭,表面多合碱性氧化物,而用氯化锌法制得的活性炭,表面多合酸性氧化物。由于表面氧化物的性质不同,吸附性质也有差别。水蒸汽法活性炭对碱和碘的吸附能力比氯化锌法活性炭小得多,对酸的吸附能力随着活化温度的提高而增大。

  活性炭,4001com登录入口.jpg(五)、活性炭的催化性质

  活性炭作为接触催化剂用于各种异构化、聚合、氧化和卤化反应中。活性炭也用作其他催化剂的裁体。

  活性炭的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及其它物质,特别是灰分的作用。

  活性炭在化学工业中更常用作为催化剂载体,即将有催化活性的物质沉积在活性炭上,一起作为催化剂。这时,活性炭的作用并不限于被动的负载活化剂。由于活性炭有较大的比表面积以及它的孔隙结构特性和表面化学性质等,对催化剂的活性、选择性和使用寿命都有重大影响,它具有一种助催化的作用。

  活性炭,4001com登录入口.jpg(六)  性质稳定、容易再生

  活性炭的化学性质非常稳定,能耐酸、碱,所以能在比较大的酸碱度范围内应用;活性炭不溶于水和其它溶剂,所以能在水溶液和许多溶剂中使用;活性炭能经受高温和高压的作用,以及由于它的催化活性,在有机会成中也常用作为催化剂或载体。

  但是,在较强的氧化条件下,也容易发生氧化反应,例如,氯化锌法活性炭在与强氧化剂接触时,能发生氧化分解作用;又如在高温下活性炭与氧接触时也能发生反应。

  活性炭经使用失效时,可以用各种方法进行再生,使其恢复原来的吸附能力,再用于生产。活性炭一般能进行多次反复再生,如果在合适的条件下再生时,它的吸附性能不会显著降低。

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