首页 -> 新闻动态 -> 活性炭吸附作用与结构、温度、比表面之间的关系

活性炭吸附作用与结构、温度、比表面之间的关系

发布时间:2016-03-24 16:42:19

活性炭吸附作用与结构、温度、比表面之间的关系

    吸附能力是判定活性炭质量好坏的一项重要指标,通常我们分辨活性炭质量的好坏主要从活性炭的碳表面结构、使用环境的温度、活性炭比表面几个方面入手,它们之间有何关系呢?
    活性炭具有芳香环式的结构善于吸附芳香族有机物糖汁中的有色物大部分属于这类并善于吸附含有三个碳原子以上的其他有机物。活性炭和碳表面的化学处理也有一定的关系,对不带电物质的吸附力较强而对带电物质如阴离子的吸附较弱。对后者的吸附与溶液pH值有关在酸性溶液中吸附较强碱性溶液中较弱。因为弱酸性物质在活性炭pH值较低的情况下带电较少,以至不带电较易被吸附高pH下电荷较强不利于吸附。为避免蔗糖转化糖用活性炭处理一般在中性下进行。活性炭对无机离子的吸附作用很弱但用磷酸作活化剂的活性炭及经过适当羧基化处理的活性炭也能吸附少量的金属离子。
    活性炭的吸附作用和温度有关。对于多数的物理吸附作用在低温下能够达到较大的吸附量但吸附的速度较慢。在糖厂使用的多数情况下活性炭和糖液接触的时间不长故要求吸附进行得较快就常用较高的温度例如7085℃。在这个温度下一般经过1530分钟主要决定于糖液浓度活性炭的吸附作用就接近其最大值。
    活性炭的脱色效果与它的品种和处理的具体条件有极大的关系。在生产应用前要先通过实验室试验选择适宜的活性炭品种和适当的使用方法与技术条件。
    活性炭的比表面积BET反映了每一克活性炭的总表面积的数值m2。它是用氮气或丁烷吸附法测出的。此值越大活性炭的微孔越多能够吸附更多的小分子物质。对于同一类的有机物分子量较大者被吸附较强但这以它的分子能够进入活性炭的吸附孔为前提。当需要吸附的物质的分子量较高、分子尺寸较大时就要选用有较多中孔的活性炭。最理想的活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔道如果孔道过大总表面积就减少。分子量在300100000之间的物质相应的吸附孔径在0.54 nm之间。
    粉状活性炭的粒子大小是不均匀的有些很微细的粒子可能穿过滤布。但是粉状活性炭在应用过程中也存在一些优点和缺点,因此要选用适当的过滤方法必要时可以并用助滤剂如硅藻土将它们和活性炭加入糖液中搅拌适当时间后过滤。过滤机中形成的活性炭滤饼可以调制成粉浆后加入深色的糖液中再用一次。
    颗粒活性炭通常采用固定床吸附方式即将颗粒活性炭装入圆筒形吸附柱中糖液从上而下连续通过与大量活性炭接触在底部出口处达到很高的脱色率。这种方法利于充分发挥活性炭的效能。近年又开发了新的连续的移动床系统。活性炭的再生一般是在洗糖后放入再生炉中高温加热将吸附的有机物分解亦可以用碱处理再生。
    一般情况下,活性炭的吸附作用主要受以上几种数据的影响,我们在使用的过程中需要根据实际环境选用特定的活性炭品种,方能使吸附效果最大化。具体方法请参考:活性炭的选用标准