1 煤基活性炭的吸附性
煤基活性炭具有高度發(fā)達的微孔、很大的比表面積，因此其優(yōu) 秀的吸附性能就成為了它zui顯著的特性。煤基活性炭的吸附作用可分為物理吸附和化學(xué)吸附，物理吸附的作用力是范德華力，作用較弱，被吸附的分子結(jié)構(gòu)變化不大，接近于原氣體或液體中分子的狀態(tài)；化學(xué)吸附的作用力是較強的價鍵力，吸附后吸附質(zhì)分子與吸附劑原子之間形成吸附化學(xué)鍵，組成表面絡(luò)合物，其結(jié)構(gòu)變化較大。
在煤基活性炭上的吸附，大多是可逆的物理吸附，在吸附、解吸過程中和吸附質(zhì)不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，解吸后活性炭表面又恢復(fù)到原來的狀態(tài)?；钚蕴康倪@種物理吸附，可以用于回收和除去有機溶劑、各種氣體凈化、提取貴重藥物等方面，用各種方法進行再生，反復(fù)使用。
與其他吸附劑相比，煤基活性炭有如下的特點：
1．屬于非基性的吸附劑
活性炭是疏水性的非基性吸附劑，能夠有選擇性地從空氣中吸附濃度比水蒸氣濃度低得多的有機化合物和除去水中的微量有機成分。
2．比表面積大
活性炭的密度、孔隙率、孔容積、比表面積等物理性質(zhì)見表1。與其他吸附劑相比，活性炭的比表面積大，平均孔徑小。一般來說，比表面積大，吸附能力大，比表面積相同的活性炭，吸附力不一定相同，這是由于它們的孔隙形狀、孔徑分布、表面化學(xué)性質(zhì)及灰分存在差別。
物理性質(zhì) | 吸附劑 | |||
煤基活性炭 | 硅膠 | 礬土 | 活性白土（粒狀） | |
真密度／（g／cm3） | 2.0~2.2 | 2.2~2.3 | 3.0~3.3 | 2.4~2.6 |
顆粒密度／（g／cm3） | 0.6~1.0 | 0.8~1.3 | 0.9~1.9 | 0.8~1.2 |
堆密度／（g／cm3） | 0.35~0.6 | 0.5~0.85 | 0.5~1.0 | 0.45~0.55 |
孔隙率／％ | 0.33~0.45 | 0.4~0.45 | 0.4-0.45 | 0.4~0.45 |
孔容積／（cm3／g） | 0.5~1.1 | 0.3~0.8 | 0.3~0.8 | 0.6~0.8 |
平均孔徑／A | 12~20 | 20~120 | 40~150 | 80~180 |
比表面積／（㎡／g） | 700~1500 | 200~600 | 150~350 | 100~250 |
表1 煤基活性炭與其他幾種吸附劑物理性質(zhì)比
具有較發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)
煤基活性炭（碳分子篩除外）的孔徑分布范圍較廣，能吸附分子大小不同的各種物質(zhì)，但選擇性的吸附分離效果較差。
一般中孔發(fā)達的活性炭有利于液相吸附，而微孔發(fā)達的活性有利于氣相吸附。吸附質(zhì)分子的大小與活性炭孔隙大小相適后時有利于吸附，一般來講，當(dāng)活性炭的孔隙半徑比吸附質(zhì)分子的半徑大2～4倍時，zui有利于吸附。與其他吸附劑相比，活性炭具有巨大的比表面積和特別發(fā)達的微孔。通?；钚蕴康谋缺砻娣e高達500～1700㎡／g，這是活性炭吸附能力強，吸附容量大的主要原因。
4．性質(zhì)穩(wěn)定并且容易再生
煤基活性炭的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，能耐酸、堿，可在比較大的酸堿度范圍內(nèi)應(yīng)用；不溶于水和其他溶劑，可在水溶液和許多溶劑中使用；能經(jīng)受高溫和高壓的作用，而且由于其催化活性，在有機合成中也常用作催化劑或載體。同時，使用失效后，可以用各種方法進行再生，使其恢復(fù)原來的吸附能力，反復(fù)使用。
2 煤基活性炭的表面改性
煤基活性炭的吸附特性取決于其表面物理結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)，表面物理結(jié)構(gòu)決定了活性炭的物理吸附能力，而表面化學(xué)性質(zhì)決定了活性炭的化學(xué)吸附能力。因此，通常對煤基活性炭進行改性處理以增強活性炭的吸附選擇性和吸附容量。
活性炭的表面物理結(jié)構(gòu)主要包括孔徑分布、比表面積和孔容積等，這些特性決定了活性炭的物理吸附性能。不同孔徑的孔在吸附過程中發(fā)揮的作用是不同的，對活性炭表面結(jié)構(gòu)的改性著重于孔隙結(jié)構(gòu)的調(diào)整，其目的就是使活性炭的孔徑與吸附分子尺寸相當(dāng)，以提高活性炭對不同吸附質(zhì)的吸附速率和吸附量?？紫墩{(diào)整的方法決定于活性炭的孔結(jié)構(gòu)，如孔徑的大小、孔容的大小等，有的需要開孔、擴孔，有的則需要縮孔。開孔和擴孔常用的方法是控制活化程度；而縮孔的方法很多，如熱收縮法、浸漬覆蓋法、氣相熱解堵孔法等。通常活性炭的表面結(jié)構(gòu)改性方法主要通過強化活性炭制備過程中炭化、活化過程或者通過對成品進行碳沉積等過程進行孔隙調(diào)整來實現(xiàn)。
活性炭的化學(xué)性質(zhì)主要取決于其表面的化學(xué)官能團、表面和化合物，不同的化學(xué)官能團、雜原子和化合物在活性炭表面形成不同的活性中 心，對不同的吸附質(zhì)具有明顯的吸附差異。通過表面化學(xué)改性來改變活性炭的表面酸、堿性，引入或除去某些表面官能團，能夠使活性炭具有某種特殊的吸附或催化性能。常見的改性方法有氧化改性、熱處理改性、還原改性、酸堿處理改性、負載金屬離子改性、酸堿改性、等離子體改性等。
需要注意的是，煤基活性炭在發(fā)生表面化學(xué)改性的同時，其表面基團、孔容積和孔徑分布等物理性質(zhì)往往也會發(fā)生改變，這也會大大影響活性炭的吸附性。因此，在進行表面化學(xué)改性時要考慮物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)雙重變化造成的影響。
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