活性炭吸附酚类基本原理

发布时间:2022/5/5 11:41:15 浏览次数:27

  一般认为活性炭的大孔(50~2000nm)主要作为吸附质分子的通道,中孔(2~50nm)既是吸附质分子的通道又发生毛细管凝结而吸附大分子,微孔(小于2nm)则对活性炭吸附性能起支配作用。活性炭有几何和化学不均匀表面,石墨结构上的官能团和离域电子会影响其表面化学性质,特别是其表面官能团会影响其对极性物质和非极性物质的选择吸附。通常认为活性炭对酚类的吸附与含氧官能团和含氮官能团有关,其中含氧官能团通常为酸性官能团,有羰基、羧基、内酯基、酚羟基等。根据吸附理论,活性炭表面的吸附按照作用力性质可分为物理吸附和化学吸附,两者比较可见表。 

  威大活性炭吸附苯酚的机理主要有:色散力相互作用、供体-受体模型、静电相互作用、溶剂效应等,但这些机理尚有争论,仍有待深入研究。

      等温吸附模型可用于拟合吸附量随浓度的变化,液相吸附通常引用气相吸附的公式[8],部分出于经验性推广,其机理仍有待研究。活性炭吸附液相中酚类物质常用的有 Langmuir、Freundlich和Redlich-Peterson模型,此外还有 Toth、Dubinin-Radushkevich、Temkin等许多模型。吸附动力学研究吸附剂吸附速率的快慢,可探究活性炭吸附酚类物质的过程。活性炭吸附酚类物质通常符合假二级动力学模型和Weber-Morris动力学模型(粒子内部扩散模型)。活性炭吸附苯酚的过程大多为自发、放热的过程(ΔG<0,ΔH<0),由其数值可区分物理吸附和化学吸附。也有部分活性炭吸附酚类出现吸热的现象。

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