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活性炭气相吸附的影响因素有哪些
活性炭气相吸附的影响因素有哪些
发布时间:2018-6-15 20:52:47      来源:4001百老汇会员登入     

  活性炭可用于气相吸附,也可用于液相吸附,两者使用的条件不同,影响4001com登录入口力的因素也有差别。

  活性炭气相吸附过程的主要影响因素

  活性炭,4001com登录入口.jpg1、温度

  组成气体的各种分子,处在不同的热运动状态之中。气体分子的热运动受温度的影响。当温度降低时,运动分子上的能量减小,因而排出每一个分子的剩余能量所需要的吸引力就比较小,气体分子较容易被吸附。吸附时排出的剩余能量是以吸附热的形式放出,由于吸附的放热反应,因此,温度升高对吸附不利。

  活性炭,4001com登录入口.jpg2.压力

  对于易被吸附的蒸汽,大幅度增大压力对其吸附的影响不大。大多数在常压下达到接近于饱和吸附量。但对于吸附性较小的气体,在高压下吸附量却显著增大。

  从混合物中吸附时的吸附量可能随压力而变化。例如,在低压下从乙烯和二氧化碳的混合物中吸附乙烯的量较大,而在高压下则相反。又如在2870毫米的压力下,二氧化氮和一氧化二氮几乎是以相同的体积被吸附;而在72毫米压力下被吸附的气体中2/3是一氧化二氮。

  活性炭,4001com登录入口.jpg3.沸点和临界温度

  沸点和临界温度高的气态物质一般易于被吸附。沸点和临界温度较高的光气和二氧化硫的吸附量较大。这一点可以用毛细凝聚现象来说明,即沸点和临界温度高的气态物质,容易产生毛细凝聚作用而被吸附。

  沸点和临界温度较低的气体,在0℃时吸附量不大,但是在足够低的温度下,能被大量吸附,例如氮在常温下的吸附量很小,但在沸点温度下却能被大量吸附。适当地调整温度,往往能靠吸附来分离一些气体。例如,温度在-90℃至-110℃附近,二氧化碳能有效地从空气中分离出来;在较高温度下,二氧化碳的吸附不完全,而在较低的温度下,出现氮和氧的吸附。虽然,凝聚性是一个主要因素,但被吸附的气体或蒸汽的量并不总是与沸点或临界温度严格相关。例如,表中的二氧化碳的沸点比一氧化碳、氯化氢和乙炔为高,但吸附量却较小,氧的临界温度比二氧化氮高,但吸附量却较小。这种偏差反映对所涉及的所有的力,还没有充分了解。在许多研究中,不同蒸汽的吸附是在同样的温度下测定的,这个条件往往扩大了凝聚因素的影响。这可以通过乙炔(沸点- 161.5℃)和甲醉(沸点64.0℃)的比较来说明,如果两者都在25℃时被吸附,显然,出于甲醇在这个温度下相对地容易凝聚,所以其吸附量就大得多。

  活性炭,4001com登录入口.jpg4.吸附质分子的大小

  在低压下(压力小于1毫米汞柱)活性炭对同族化合物的吸附量,随化合物分子量的增大而增加。例如,活性炭对醚类物质的吸附量,由小到大的排列顺序是:二甲基醚、二乙基醚、二丙基醚。但当压力增大到一定数值时,吸附量排列的顺序却完全颠倒过来,即变为二丙基醚、二乙基醚、二甲基醚。

  在评价蒸汽的相对吸附性时,与计量单位有关,如果计算吸附量以克为单位时,四氯化碳的吸附量比三氯甲烷大,但是,如果以毫克摩尔数为基准时,两者被吸附的毫克摩尔数大致相同。

  活性炭,4001com登录入口.jpg5.混合气体的吸附

  对于两种气体或蒸汽的混合体:

  如果某种气体在单纯状态下易被吸附,一般也会优先被活性炭从混合物中吸附。但是每一种气体或蒸汽在混合状态下的吸附量,可能小于在纯态中相同的分压下的个别吸附量。

  在实际应用中,遇到的情况多数是混合气体,如果混合气体中某一成分的吸附量很小,往往可以忽略不计。例如,在常温下用活性炭从空气中吸附有机蒸汽时,可忽略空气的吸附量。

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