L'aspect du charbon actif est sombre et a de bonnes propriétés d'adsorption. Ses propriétés chimiques sont stables, forte résistance aux acides et aux alcalis, résistance à haute température et faible densité que l'eau. C'est un adsorbant hydrophobe poreux.
1. Structure des pores et distribution du charbon actif.
Dans le processus de fabrication du charbon actif, la matière organique volatile est enlevée et l'espace entre le treillis est formé, formant de nombreux trous fins de différentes formes et tailles. La surface spécifique généralement jusqu'à 500-700 ㎡ / g. C'est la raison principale du charbon actif d'avoir une capacité et une capacité d'adsorption élevées.
La capacité d'adsorption de la même substance est parfois différente, ce qui est lié à la structure fine des pores et à la distribution des pores du charbon actif. Selon le rayon, il y a trois types de trous fins: grands et petits trous, et le rayon est 1000-100000Å;, Trou de transition, rayon 20-1000Å; ƒPetites micropores avec un rayon inférieur à 20Å.
Le petit volume de pores du charbon actif est compris entre 0,15 et 0,9 ml / g et la surface représente plus de 95% de la surface totale du charbon actif. En conséquence, le charbon actif est plus développé que les autres adsorbants. Le volume des pores de transition est généralement compris entre 0,02 et 0,1 ml / g et la surface représente 5% de la surface totale du charbon actif. Une grande quantité moyenne de pores de 0,2 à 0,2 ml / g, une surface de seulement 0,5 à 2,0 g / ㎡, une adsorption physique de la phase liquide n'est pas grande, mais un effet de support de catalyseur est significatif.
Dans le processus d'adsorption structure microporeuse déterminer la capacité d'adsorption. Presque toutes les surfaces sont faites de micropores. Des canaux d'adsorption grossiers et fins sont utilisés dans les pores grossiers et de transition, et leur présence et leur distribution influencent considérablement la vitesse d'adsorption et de désorption.
2. Propriétés chimiques de surface du charbon actif.
Les propriétés d'adsorption du charbon actif sont non seulement affectées par la structure des pores, mais aussi par les propriétés chimiques du charbon actif.
Le carbone représente 70 à 95% du carbone actif. Il y a aussi de l'hydrogène et de l'oxygène, qui sont présents dans la matière première, ou qui ne sont pas complètement carbonisés dans le processus carbonisé et restent dans le charbon actif, ou en combinaison avec des liaisons chimiques lorsqu'ils sont activés. La cendre constitue la partie inorganique du charbon actif. La teneur et la composition de la teneur en cendres sont différentes de celles du charbon actif, et la teneur en cendres de la noix de coco est d'environ 3% et la teneur en cendres du charbon de charbon est de 20% à 30%. Les cendres de charbon actif ont un effet catalytique sur certains électrolytes et non-électrolytes dans l'adsorption sur charbon actif.
L'hydrogène et l'oxygène dans le charbon actif ont une grande influence sur l'adsorption et d'autres propriétés du charbon actif. Dans le processus de carbonisation et d'activation, l'hydrogène et l'oxygène sont combinés avec du carbone pour que la surface du carbone ait divers groupes fonctionnels organiques d'oxyde et d'hydrure. L'oxyde fait que le carbone actif et la molécule d'adsorption ont l'action chimique, montre le choix de l'adsorption. Ces groupes fonctionnels organiques comprennent l'acide carboxylique, l'alkyle phénolique, l'éther, l'acide carbonique anhydre, le peroxyde cyclique et ainsi de suite.
3. Adsorption et forme d'adsorption
L'action d'agréger le soluté sur la surface solide est appelée adsorption. La surface de carbone activé a un effet d'adsorption. L'adsorption peut être considérée comme un phénomène de surface, de sorte que l'adsorption est étroitement liée aux caractéristiques de surface du charbon actif . Le charbon actif a une énorme surface interne et une distribution des pores. Sa surface et son état d'oxydation de surface sont relativement petits, et la surface peut fournir beaucoup de passages vers le point de contrôle interne. L'oxyde de surface a une énergie de surface. L'effet d'adsorption est provoqué par le déséquilibre des atomes de carbone sur la surface de la paroi des pores, provoquant ainsi une adsorption superficielle.
La forme d'adsorption du charbon actif est divisée en adsorption physique et adsorption chimique. L'adsorption physique dépend de l'adsorption des forces moléculaires, à savoir les faibles forces de Van Der Waals, qui sont principalement entre les dipôles et les liaisons hydrogène. Il a assez de force pour capturer des molécules dans le liquide. L'adsorption physique est provoquée par l'attraction moléculaire, et la chaleur d'adsorption est faible. L'adsorption physique nécessite une énergie d'activation qui peut être réalisée à basse température. Cette adsorption est réversible, et en même temps, les molécules adsorbées sont éliminées de la surface solide en raison de l'exercice thermique, appelé désorption. La combinaison de l'adsorption chimique et de la force de liaison de valence est un processus exothermique.
Le processus d'adsorption chimique est divisé en trois étapes. Le premier est que le matériau d'adsorption forme la diffusion du film d'eau à la surface du charbon actif, ce qu'on appelle la diffusion membranaire, puis diffuse dans les pores internes du carbone, connu sous le nom de diffusion des pores, et finalement adsorbé sur la surface poreuse du carbone. . Par conséquent, le taux d'adsorption dépend de la diffusion de l'adsorbé sur la surface du charbon actif. Dans l'adsorption physique, la vitesse de diffusion et la vitesse d'adsorption à la surface des particules de carbone sont principalement liées à la diffusion membranaire et à la diffusion des pores.
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