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活性炭物理化学吸附机理是怎样的?

活性炭物理化学吸附机理是怎样的?-9游会

发布日期:2022-02-14 作者: 点击:

  活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。在化学键力的作用下产生的吸附是化学吸附。然而,化学吸附只能在一定条件下发生,如惰性气体不能产生化学吸附。如果表面原子的价键与相邻原子形成饱和键,则不能产生化学吸附。化学吸附时,化学键力的作用力远大于范德瓦尔的引力,因此吸附位陷更深,作用距离更短。在产生化学吸附的过程中,气体原子和表面原子之间产生电子转移。事实上,化学吸附过程通常不会发生在分子事先离解的情况下。正常的气体分子可以首先进入物理吸附位陷阱(平衡位置)。此时,如果提供适当的能量(例如,在400-600℃的高温条件下,h2在w表面的化学吸附)可以通过位垒ea进入化学吸附位陷阱。在清洁金属性能方面,ea的深度接近吸附热值。这个过程表明化学吸附和物理吸附可以同时进行。物理吸附通常是化学吸附的准备阶段。

活性炭物理化学吸附机理是怎样的?

  物理吸附类似于分子在表面的凝聚现象,没有选择性。由于吸附相分子与气相分子之间的范德瓦尔引力,可以形成多层吸附层。其吸附热一般小于5kcalmol-1,化学吸附与化学反应相似,吸附效果具有一定的选择性。化学吸附只能在表面有剩余价力的活性点处产生,即仅限于单分子层的吸附。化学吸附要求气体分子在吸附前有足够的能量,这种能量的低限ea称为吸附活化能。因此,化学吸附通常需要在更高的温度下进行。例如,当氧分子从自由空间运动到金属性能时,在范德瓦尔引力作用下结合力弱的o-o键很容易在表面金属亲和力的作用下分解成氧原子。由于氧原子2p层的外部电子不满,很容易从金属内部获得两个价格的电子,形成稳定的外部电子结构吸附。


  物理吸附:物理吸附:


  活性炭的物理吸附主要发生在去除液相和气相杂质的过程中。由于活性炭的多孔结构提供了很大的比表面积,因此很容易达到吸收杂质的目的。众所周知,所有的分子都有相互的引力,正是因为这个原因,活性炭孔壁上的大量分子可以产生强大的引力,从而吸引介质中的杂质进入孔径。然而,这些被吸附的杂质的分子直径必须小于活性炭的孔径,以确保杂质被吸收到活性炭的孔径中。为此,我们不断改变原材料和活化条件,创造具有不同孔径结构的活性炭,适用于吸附各种杂质的应用。


  化学吸附:


  活性炭表面不仅发生物理吸附,还经常发生化学反应。活性炭不仅含有碳,还含有少量的化学结合,如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面含有地氧化物或络合物,可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附的物质结合,聚集在活性炭表面。目前认为活性炭对重金属离子的吸附机主要是重金属离子与活性炭表面的离子交换吸附。同时,重金属离子与活性炭表面的含氧官能团发生化学反应吸附,金属离子沉积在活性炭表面然而,一些学者认为,活性炭对重金属的吸附可以用表面络合吸附模式来描述。活性炭颗粒表面的各种含羟基的集团和溶液中离子形成表面络合吸附。一些学者认为,活性炭对重金属的吸附不仅是一个简单的离子交换过程,也是活性炭上各种活性点吸附重金属的重要原因。同时,金属阳离子与活性炭表面阴离子之间的静电引力也起着一定的作用。


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