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活性炭吸附劑在使用中發(fā)生的催化反應(yīng)

發(fā)布時間：2017-11-14 9:47:13 發(fā)布者：瑞特 閱讀人次：

　　活性炭濾料在許多吸附過程中伴有催化反應(yīng)，表現(xiàn)出催化劑的活性。例如活性炭吸附二氧化硫經(jīng)催化氧化變成三氧化硫。 由于活性炭有特異的表面含氧化合物或絡(luò)合物的存在，對多種反應(yīng)具有催化劑的活性，例如使氯氣和一氧化碳生成光氣。 由于活性炭和載持物之間會形成絡(luò)合物，這種絡(luò)合物催化劑使催化活性大增，例如載持鈀鹽的活性炭，即使沒有銅鹽的催化劑存在，烯烴的氧化反應(yīng)也能催化進行，而且速度快、選擇性高。
　　由于活性炭具有發(fā)達的細孔結(jié)構(gòu)、巨大的內(nèi)表面積和很好的耐熱性、耐酸性、耐堿性，可作為催化劑的載體。例如，有機化學(xué)中加氫、脫氫環(huán)化、異構(gòu)化等的反應(yīng)中，活性炭是鉑、鈀催化劑的優(yōu)良載體。
　　活性炭機械性能：
　　(1)粒度：采用一套標準篩篩分法，求出留在和通過每只篩子的活性炭重量，表示粒度分布。 (2)靜觀密度或堆密度：飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。 (3)體積密度和顆粒密度：飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。 (4)強度：即活性炭的耐破碎性。 (5)耐磨性：即耐磨損或抗磨擦的性能。 這些機械性質(zhì)直接影響活性炭應(yīng)用，例如：密度影響容器大小；粉炭粗細影響過濾；粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降；破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。
　　影響活性炭吸附的主要因素：
　　①活性炭吸附劑的性質(zhì)。其表面積越大，吸附能力就越強； 活性炭是非極性分子，易于吸附非極性或極性很低的吸附質(zhì)；活性炭吸附劑顆粒的大小，細孔的構(gòu)造和分布情況以及表面化學(xué)性質(zhì)等對吸附也有很大的影響。 ②吸附質(zhì)的性質(zhì)。取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度、附質(zhì)的濃度等 ③廢水PH值。活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。 PH值會對吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響，從而影響吸附效果。 ④共存物質(zhì)。共存多種吸附質(zhì)時，活性炭對某種吸附質(zhì)的吸附能力比只含該種吸附質(zhì)時的吸附能力差 ⑤溫度。溫度對活性炭的吸附影響較小 ⑥接觸時間。應(yīng)保證活性炭與吸附質(zhì)有一定的接觸時間，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。
　　活性炭化學(xué)性能：活性炭的吸附除了物理吸附，還有化學(xué)吸附。活性炭的吸附性既取決于孔隙結(jié)構(gòu)，又取決于化學(xué)組成。 活性炭不僅含碳，而且含少量的化學(xué)結(jié)合、功能團開工的氧和氫，例如羰基、羧基、酚類、內(nèi)酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡(luò)合物，有些來自原料的衍生物，有些是在活化時、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質(zhì)集中到活性炭里成為灰分，灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類，如碳酸鹽和磷酸鹽等。 這些灰分含量可經(jīng)水洗或酸洗的處理而降低。
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