活性炭(AC)物化性質(zhì)

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

[物化性質(zhì)]黑色多孔性粉末或顆粒，無臭、無味。沸點(diǎn)4827℃，3652℃升華，相對密度1.8～2.1，表觀密度隨其原料來源和制造方法的不同差別很大。如用軟木制成的活性炭，表觀密度0.08g/cm3以下，用植物籽制成的活性炭，表觀密度大致在0.45g/cm3以上。孔隙容積0.6～0.8mL/g，比表面積500～1500m2/g。對氣體、蒸汽和有機(jī)高分子物質(zhì)具有極強(qiáng)的吸附力。常溫時化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，遇堿類、酸類都不起化學(xué)變化，高溫時能在空氣中燃燒生成二氧化碳或一氧化碳。活性炭的強(qiáng)度比較大，不易破碎，耐磨性好，不溶于水，也不溶于普通溶劑。

活性炭的組成元素主要是碳，其含量在90%～95%，此外還有氧(約3.0%)、氫(約5%)及少量金屬元素(約1.5%)。活性炭表面的化學(xué)基團(tuán)有羥基、羧基、羰基、酚羥基、醌型羰基、環(huán)式過氧基及結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的堿性基團(tuán)，這些有機(jī)基團(tuán)使活性炭表面具有不少的活性中心。

應(yīng)用于給水處理中的活性炭主要包括粒狀活性炭(GAC)粉末活性炭(PAC)兩種。粉末狀的活性炭吸附能力較強(qiáng)，制備容易，價格較低，但再生比較困難，一般不能重復(fù)使用。顆粒狀的活性炭價格較貴，但可再生后重復(fù)使用，并且使用時的勞動條件較好，操作管理方便。因此，在水處理中較為多采用的是顆粒狀活性炭。

與其他大部分吸附劑相比，活性炭獨(dú)特的表面特性是表面為非極性，或因?yàn)楸砻婧豕倌軋F(tuán)和無機(jī)雜質(zhì)的存在具有弱極性。正是這些特性賦予了活性炭以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)活性炭是商業(yè)吸附劑中唯一在諸如空氣凈化等分離和凈化操作之前無需進(jìn)行預(yù)先嚴(yán)格干燥的吸附劑。也正因?yàn)槿绱耍钚蕴繌V泛用作水溶液處理附劑。

(2)因?yàn)榫哂芯薮蟮囊捉佑|內(nèi)表面(以及巨大的孔體積)，活性炭比其他吸附劑能吸附更多非極性和弱極性有機(jī)分子。例如，室溫、1atm條件下，活性炭的甲烷吸附量約為5A沸石吸附量的2倍。

(3)活性炭吸附熱或鍵強(qiáng)度比其他吸附劑低，這是因?yàn)榛钚蕴课降闹饕饔昧H僅是非特異性作用力和范德華力。所以被吸附分子的脫除相對比較容易，吸附劑再生的能耗相對較低。

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