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行业知识

活性炭过滤吸附原理

作者:宁夏永瑞达炭素有限公司 日期:2021年9月26日

  活性炭应该范围很广,可以说是我们生活中常见的物质,但是你知道活性炭的过滤原理和吸附原理吗?

粉状活性炭

1.活性炭过滤原理

  活性炭的过滤效果一般用于现实生活和生产中的活性炭过滤器。在活性炭过滤器中,活性炭是拦截水中悬浮污染物的过程,拦截的悬浮物质填充活性炭之间的空隙。过滤层的孔径和孔隙率随着活性炭粒径的增大而增大。也就是说,活性炭的粒径越粗,容纳悬浮物的空间就越大。其特点是过滤能力增强,受污能力增强,截污能力增强。

  简单来说,活性炭对悬浮物的截留能力来自于活性炭提供的表面积。当流量较低时,机组的过滤能力主要来自活性炭的筛分作用,而当流量较快时,过滤能力来自活性炭颗粒的吸附作用。活性炭在过滤过程中提供的颗粒表面积越大,对水中悬浮固体的粘附力越强。

颗粒活性炭

2.活性炭的吸附原理

  活性炭常被用作饮用水、工业用水、气体吸附等行业的吸附剂。在活性炭的吸附中,吸附可以分为两类:物理吸附和化学吸附,也称为活性吸附。

  在吸附过程中,当活性炭分子与污染物分子之间的作用力为范德华力或静电引力时。

  当称为物理吸附时;当活性炭分子与污染物分子之间的作用力为化学键时,称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关,与活性炭的化学性质无关。由于范德华力较弱,对污染物分子的结构影响不大,这种力和分子间的内聚力是一样的,所以物理吸附可以比作凝聚现象。污染物的化学性质在物理吸附过程中保持不变。

  由于化学键很强,对污染物分子的结构影响很大,所以化学吸附可以看作是一种化学反应,是污染物与活性炭发生化学相互作用的结果。化学吸附一般涉及电子对共享或电子转移,而不是简单的微扰或弱极化,是一个不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的力。

  吸附过程是污染物分子吸附在固体表面,分子自由能会降低的过程。因此,吸附过程是一个放热过程,释放的热量称为污染物在固体表面的吸附热。由于物理吸附力和化学吸附力的不同,它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。