活性炭具有发达的孔隙结构,主要包含有三种孔隙,即大孔、中孔和微孔。大孔分布在活性炭颗类的外表面,中孔是大孔的分支,微孔又是中孔的分支。在气相吸附中微孔起主要吸附作用,有时又被称为吸附孔,中孔和大孔为被吸附物质进入微孔提供通道,因此,又被称为输送孔。微孔还可再分为细微孔和次微孔(极微孔和超微孔)。细微孔是活性炭中最小的孔,它的特征尺寸为r<0.6~0.7nm,次微孔的特征尺寸为0.6~0.7nm<r<1.5~1.6nm(国际理论与应用化学联合会规定次微孔的上限为r=2.0mm)吸附主要在细微孔和次微孔内进行。对于一般活性炭,二者的孔容为0.2~0.6cm3/g,对应的比表面积占总表面积95%以上,大于微孔的孔隙是中孔,其特征尺寸为1.5~1.6nm<r<100~
活性炭是一个优良的吸附剂,它的吸附过程是非常值得我们研究的。吸附进行分为两种情况,一种是静态吸附,一种是动态吸附。为了更深入地了解吸附现象和更好地应用吸附原理,我们不但要研究吸附的热力学,还必须要深人研究吸附的动力学。当两相接触时,二者界面上出现一个其内部组成不同于原来任何一相的区域。同原相内的物质浓度相比,界面上物质浓度增稠,即是吸附。固体的表面吸附气相或液相中的物质,这时固体称为吸附剂,气体或液体称为吸附质。被吸附分子离开固体表面返回气相或液相,称解吸(或脱附)。固体表面吸附,既可在吸附质与吸附剂处于静止状态下发生,也可在吸附质和吸附剂相互移动的条件下,即动态条件发生。在静态平衡下,吸附质在气相(液相)吸附相之间的分布在整个吸附剂层内是一样的,而且仅由给定温度下的吸附等温线,即由具体物质的可吸附性决定的
这种情况下吸附质在两相之间的分布不仅决定于吸附等温线,而且还决定于其他一些因素,如吸附动力学。它包括吸附质向吸附剂表面扩散速度、迁移速度和吸附剂表面对分子的捕捉速度,放出的热量及其放热速度、吸附剂层上的不同位置上流体相的吸附质的浓度、混合物通过吸附剂层的速度分布等等。
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