为什么活性炭有很强的吸附力呢,活性炭为什么有吸附性
1、依靠自身独特的孔隙结构 活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔,1克活性炭材料中微孔。
大家好,最近很多小伙伴在关注活性炭为什么有吸附性,今天小编专门整理了4个活性炭为什么有吸附性的介绍,让我们一起看看吧。
文章目录:
一、为什么活性炭有很强的吸附力呢
1、依靠自身独特的孔隙结构 活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔,1克活性炭材料中微孔,将其展开后表面积可高达800-1500平方米,特殊用途的更高。也就是说,在一个米粒大小的活性炭颗粒中,微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达,如人体毛细血管般的孔隙结构,使活性炭拥有了优良的吸附性能。
2、分子之间相互吸附的作用力 也叫“凡德瓦引力”。 虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响,但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力,当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内孔隙中后,由于分子之间相互吸引的原因,会导致更多的分子不断被吸引,直到添满活性炭内孔隙为止。
二、活性炭为什么具有吸附作用 活性炭能重复使用吗
活性炭之所以具有吸附作用,有这样的三个原因,第一个原因是活性炭的空隙结构非常发达,第二个原因是分子的运动,第三个原因是活性炭的表面以及内部有许多的孔是相互连接的。下面是关于“活性炭为什么具有吸附作用”的内容,感兴趣的小伙伴可以继续往下阅读了解。
活性炭具有吸附作用的原因
1、活性炭的空隙结构非常发达:由于活性炭的空隙结构非常发达,因此就为活性炭提供了大的比表面积,从而使得活性炭能够和被吸附的物质进行充分的接触。
2、分子的运动:空气的气体分子一直以来都是不断地在做没有规则的运动的,所以活性炭就能够很好的进行吸附。
3、活性炭的表面以及内部有许多的孔是相互连接的:在活性炭的孔当中,其整个空间上都是有吸附的能力的,而这些吸附的能力能够被吸附的分子吸附进孔里面。
4、活性炭的“物理吸附”以及“化学吸附”是非常强烈的,能够把某些有机物转成成为化合物来吸附以此可以达到去除的作用,因此活性炭可以吸附许多有害的物质。
活性炭能重复使用吗
活性炭能重复使用,但是前提是需要把它放在太阳底下暴晒3—5个小时,以此可以使得它内部的异味以及有毒物质被排放出去,从而恢复活性,这个时候才可以重复使用。
三、活性炭有吸附作用,为啥
从三个方面来说明:第一,孔隙具有吸附势,靠碳分子与被吸附分子的引力(主要是范德瓦斯力)而形成的,孔径越小,吸附势越强。第二,分子运动理论:①一切物体均由分子或原子组成,分子(原子)间有间隙;②分子(原子)是处于永不停息漫无规则的热运动状态,分子间相互碰撞很频繁,在标准状态下,甲醛分子的自由运动速度为450m/s,一个甲醛分子与其它分子每秒要碰撞109次/S(几十亿次);若贴近所研究表面的甲醛分子数密度,时时刻刻与远处的甲醛分子数密度相等,则每秒有约2.7×1027个甲醛分子(约130㎏)碰在每平方米面积上;③分子间有相互作用力,一般表现为引力。第三,碰撞分子的直径与活性炭孔隙直径要匹配,若分子直径大于孔隙直径,则分子碰活性炭时,进不了孔隙而被弹回到空中;若分子直径远小于孔隙直径,则分子即使碰到了孔隙,也有可能跑出来,孔径越大,跑出来的概率也越大,使吸附率越小;当分子直径略小于孔径时,分子碰到孔以后难于跑出来,即被吸附了。被吸附的分子数量多,表明其吸附能力越强。经查实与计算,某些物质分子的有效直径如表1所示:
这里需要重新讲一下 活性炭结构的特点:
在结构上有两大特点:一是内部与表面孔隙发达。由孔隙直径大小分为三类:大孔(φ≥50nm),约占总孔容积的10~30%;微孔(φ≤2nm)约占总孔容积的60~90%;中孔又称过渡孔(2nm≤φ≤50nm),约占总孔容积的5~7%。孔隙平均直径约为1.5nm。二是比表面积大。即1克活性炭粒子的表面积与所有孔隙面积的总和,一般活性炭为500M2/g至1500㎡/g,国外的超级活性炭可达3000㎡/g(约为足球场面积)。孔隙结构越发达比表面积越大,其吸附功能越强。
四、活性碳吸附原理是什么
活性炭从材质上来分主要是木质和煤质的两大类,形状上可以分为成型炭和粉末炭,不管是什么材料和形状的活性炭 ,其吸附原理是一样的,只是在应用上有所区别,各有所长。
活性炭的吸附原理就是利用自身发达的孔隙结构,把水中或空气中的有害物质吸附过来,从而达到净化的目的,活性炭除了具有发达的孔隙结构,还有比表面积大、性能稳定和再生能力强等优点。
活性炭是用含有碳的原料制成的,原材料主要有:煤、木屑、果壳等,经过高温炭化和活化后,形成了含有丰富孔隙结构的活性炭产品。果壳炭的吸附性能要优于煤质炭,但价格也较高。自来水厂和小区处理站多采用煤质炭,家用净水器多采用性能更高的果壳炭。
成型炭(这里主要说的是粒状炭)可在小区净化水站、自来水厂或家用净水器中用于水质的深度处理。粉状炭主要在水源水质季节性恶化的自来水厂中用于水质预处理或应急处理,同时粉状炭还有脱色的能力。近年来又开发了活性炭纤维产品,活性炭纤维具有更为丰富的微孔,吸附容量与吸附速度都优于粒状炭,但价格很高,目前只在极少数家用净水器中采用。
扩展资料:
活性炭主要活化方法:1、木炭、果壳炭、煤等原料经造粒后,在1000℃下用水蒸气、二氧化碳、进行活化的气体活化法。
2、干燥后的原料用氯化锌溶液浸渍,混合,在500~700℃下加热,进行碳化或活化,称为药剂活化法。
活性炭的吸附性减弱后,可以再生。把活性炭置于容器里,通入一定压力的水蒸气,然后在一定量氧气存在下,加热到400 ℃,以除掉表面上的吸附物质。
参考资料:
以上就是活性炭为什么有吸附性的问题介绍,希望对大家有用。