作业帮活性炭可吸附哪些物质,吸附原理是什么?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/18 13:37:46
活性炭可吸附哪些物质,吸附原理是什么?
活性炭可吸附哪些物质,吸附原理是什么?
活性炭可吸附哪些物质,吸附原理是什么?
过滤原理活性炭过滤器是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程,被截留的悬浮物充塞于活性炭间的空隙.滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小,随活性炭料粒度的加大而增大.即活性炭粒度越粗,可容纳悬浮物的空间越大.其表现为过滤能力增强,纳污能力增加,截污量增大.同时,活性炭滤层孔隙越大,水中悬浮物越能被更深地输送至下一层活性炭滤层,在有足够保护厚度的条件下,悬浮物可以更多地被截留,使中下层滤层更好地发挥截留作用,机组截污量增加.从严格的理论上讲,活性炭所具有的对悬浮物的截留能力来自活性炭所提供的表面积.流速低时,机组的过滤能力主要地来自活性炭的筛除作用,而流速快时,过滤能力来自活性炭颗粒表面的吸附作用,在过滤过程中活性炭所提供的颗粒表面积越大,对水中悬浮物的附着力越强.吸附原理根据吸附过程中,活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同,可将吸附分为两大类:物理吸附和化学吸附(又称活性吸附).在吸附过程中,当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附;当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是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基本无关.由于范德华力较弱,对污染物分子的结构影响不大,这种力与分子间内聚力一样,故可把物理吸附类比为凝聚现象.物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变.由于化学键强,对污染物分子的结构影响较大,故可把化学吸附看做化学反应,是污染物与活性炭间化学作用的结果.化学吸附一般包含电子对共享或电子转移,而不是简单的微扰或弱极化作用,是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作用力.吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程,分子的自由能会降低,因此,所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热.由于物理吸附和化学吸附的作用力不同,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.活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史.70年代开始用于工业废水处理.生产实践表明,活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性,它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果.一般情况下,对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物,如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等,都有独特的去除能力.所以,活性炭吸附法已逐步成为工业废水二级或三级处理的主要方法之一.吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程.吸附是一种界面现象,其与表面张力、表面能的变化有关.引起吸附的推动能力有两种,一种是溶剂水对疏水物质的排斥力,另一种是固体对溶质的亲和吸引力.废水处理中的吸附,多数是这两种力综合作用的结果.活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力,在选择活性炭时,应根据废水的水质通过试验确定.对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种.此外,灰分也有影响,灰分愈小,吸附性能愈好;吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近,愈容易被吸附;吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响.在一定浓度范围内,吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的.另外,水温和pH值也有影响.吸附量随水温的升高而减少,随pH值的降低而增大.故低水温、低pH值有利于活性炭的吸附.