活性炭的吸附理論

2020-12-05 鵬達環保

活性炭的吸附性能由活性炭的孔隙大小與比表面積決定。木質活性炭廠家介紹,一般認為,木質活性炭孔隙的大小決定了其對吸附質的選擇,而比表面積的大小決定了其吸附容量。

吸附原理

當氣體或者液體與活性炭的表面接觸碰撞時,氣體或液體分子就會積聚在活性炭的表面上,這個過程為活性炭的吸附。吸附的結果是吸附質分子在活性炭表面或者孔內聚積,使活性炭的表面自由能下降。脫附是指吸附質分子離開活性炭的表面或者孔內,引起吸附量減少的現象。從動力學的觀點來看,吸附質分子在活性炭表面不斷進行吸附和脫附過程,當吸附的量和脫附的量在統計學上相等時即認為達到了吸附的動態平衡狀態。

吸附類型

根據活性炭表面與吸附質分子間作用力性質的不同,一般將吸附分為物理吸附和化學吸附兩種類型。

物理吸附涉及的作用力主要是活性炭表面分子和吸附質分子之間存在著弱小的範德華力,這種吸附作用一般比較弱且沒有選擇性,吸附過程進行迅速但不發生化學反應,溫度稍微提高就會發生脫附,為一種可逆過程。物理吸附的強度一般與其材料的比表面積成正比,在比表面積這方面與矽膠、沸石等材料相比,可以說活性炭佔很大的優勢。通常物理吸附在低溫時有利於吸附。

化學吸附是指活性炭和吸附質分子間通過化學鍵結合的吸附過程,相互作用強。由於這種化學鍵的作用,化學吸附的選擇性比較強,吸附過程一般進行的比較慢,並且脫附後物質常發生化學變化。高溫有利於化學吸附的進行。對於化學吸附,雖然在未添加其他化學藥品的活性炭中,似乎也存在化學吸附性能。但在有意識添加了化學藥品的活性炭中,這種化學吸附的效果特別顯著。

吸附等溫線

對於給定的氣固、液固體系,在溫度一定時,可認為吸附量只是壓力或者濃度的函數,這個關係稱為吸附等溫線。吸附等溫線是表示吸附性能最常用的方法,其形狀能很好地反應吸附劑和吸附質的物理、化學相互作用。

相關焦點

  • 活性炭吸附的吸附原理及性能特點
    工業用廢氣處理裝置比如活性炭吸附箱等,就是依靠活性炭較大比表面積、高吸附性等能力,從而吸附淨化有機廢氣。當活性炭吸附有機廢氣達到飽和狀態後,活性炭就失去了吸附作用,如果不進行脫附使活性炭重新保持活性的話,那麼吸附廢氣後的活性炭就變成了一堆廢物,處理起來也相當廢財費力。吸附是指流體(氣體或液體)與固體多孔物質接觸時,流體中的一種或多種組分傳遞到多孔物質外表面和微孔內表面富集在這些表面上形成單分子層或多分子層的過程。
  • 活性炭吸附技術在水處理中的應用
    ,文章將著重介紹活性炭吸附技術在水處理中的應用。活性炭纖維脫附再生速率快,時間短,且其性能不變,這一點優於活性炭。與活性炭一樣,活性炭纖維吸附時無選擇性,主要用於吸附有機汙染物,一般用於煉油廠綜合廢水處理。2.活性炭的吸附作用與吸附形式2.1 活性炭處理指利用活性炭作為吸附劑和催化劑載體的有關過程。主要應用於生活飲用水深度淨化,城市汙水處理,工業廢水的處理。
  • 影響活性炭吸附VOCs效果的因素分析
    影響活性炭吸附VOCs效果的因素分析北極星VOCs在線訊:摘要:本文從介紹VOCs治理技術出發,簡述VOCs治理方法。活性炭吸附是治理VOCs汙染的有效手段,在總結現有研究進展的基礎上,分析了活性炭具有較強吸附性的原因,及影響活性炭吸附VOCs效果的因素。
  • 活性炭物理吸附過程
    (1)汙染氣體通過吸附邊界層,汙染氣體的分子可能被吸附,也可能被從活性炭表面帶走,這取決於該成分在載氣和邊界層中氣體裡的濃度差值,該值決定著吸附的強弱。當汙染空氣通過活性炭時,一些有害氣體的濃度差值很大, 所以被吸附下來,而空氣中的固有成分由於濃度差基本為零,所以正常通過,而一些顆粒(如煙塵)由於過大,直接被留在大孔和中孔中。當有害氣體的濃度差為零時,活性炭失效,需重新活化。 (2)被吸附的分子向微孔擴散。
  • 活性炭表面氧化改性技術及其對吸附性能的影響
    Rios等、Monser等、Kikuchi等在研究中認為, 氧化改性後的活性炭表面引入了大量的含氧官能團,其中羧基—COOH的大量生成對於金屬離子吸附具有重要的貢獻,羧基對金屬離子的吸附主要是通過螯合反應而發生的(圖1),反應方程式用下式來表示:Mn++n(—COOH)圳(—COOH)nM +nH+。這一理論較好地解釋了氧化改性後的活性炭對金屬離子的吸附能力提高的現象。
  • 活性炭吸附的原理是什麼
    活性炭在水處理和空氣淨化中大量的應用,利用的就是其出色的吸附能力和淨化作用,那麼活性炭吸附的原理是哪些呢?果殼活性炭其實活性炭的吸附原理要嚴格講起來,分為「物理吸附」和「化學吸附」的兩種。物理吸附是由範德華力產生的,吸附質與吸附劑之間不發生化學反應,吸附過程快、可逆且無選擇性,當氣體中吸附質分壓降低或溫度升高時吸附質很容易脫附,實現了吸附質的回收及吸附劑的再生。
  • 活性炭吸附原理及脫附方式
    活性炭具有吸附性能強、可反覆再生重複使用的特點,基於這一特點,一般大型企業在利用活性炭吸附完汙染物質後會根據自身情況對活性炭進行再生,以增加活性炭的使用次數,減少運行成本。活性炭的吸附過程就是活性炭與吸附質之間的相互作用而形成一定的吸附平衡關係,而活性炭的再生就是採取各種辦法破壞原有平衡條件,從而使吸附質從活性炭中離去。
  • 活性炭吸附處理含酚廢水的應用研究
    本文綜述近年來活性炭吸附處理含酚廢水的研究,特別是活性炭製備改性對酚類吸附性能的影響以及活性炭吸附處理含酚廢水的影響因素。活性炭有幾何和化學不均勻表面,石墨結構上的官能團和離域電子會影響其表面化學性質,特別是其表面官能團會影響其對極性物質和非極性物質的選擇吸附。通常認為活性炭對酚類的吸附與含氧官能團和含氮官能團有關,其中含氧官能團通常為酸性官能團,有羰基、羧基、內酯基、酚羥基等。根據吸附理論,活性炭表面的吸附按照作用力性質可分為物理吸附和化學吸附,兩者比較可見表 1。
  • 活性炭吸附法處理染料廢水的研究進展
    活性炭在吸附水溶性染料時吸附率高,但不能吸附懸浮固體和不溶性染料。[5]  現時國內對多種染料進行活性炭吸附,其中對紅色、黑色的染料研究較多,如酸性品紅、鹼性品紅、活性豔紅、活性黑、耐曬黑等等,普遍的脫色率達90%以上[2]、[6]、[7]。   不同的染料吸附的平衡時間也不一樣,並在吸附動力學上有不同的表現。
  • 活性炭對典型染料的吸附性能研究
    筆者採用活性炭吸附法處理亞甲基藍、甲基橙、中性紅 3 種典型染料,分別從振蕩時間、pH、溫度三個角度對比研究活性炭對 3 種染料的吸附行為,並以常見熱力學和動力學方程對活性炭吸附過程進行擬合,對脫色機理深入探討,為活性炭吸附法深度處理印染廢水的研究提供一定的科學依據。
  • 工業廢水用活性炭吸附的優點
    活性炭由於其多孔隙結構,它的相對表面積十分巨大,這賦予了它高效的吸附能力,同時,它的碳鏈結構使其具有很大的剛性,這讓活性炭在使用過程中能夠保持自己的形狀結構,有效發揮吸附作用。柱狀活性炭活性炭吸附法具備物理方法處理廢水的優點,對廢水中游離的汞和鉻等重金屬有毒離子和微小雜質進行直接的吸附作用
  • 活性炭吸附法脫除VOCs的研究進展
    解立平等就廢棄物基活性炭對甲苯的吸附特性進行了研究,指出廢棄物基活性炭對甲苯有良好的吸附能力,吸附等溫線系優惠型吸附等溫線,對甲苯的穿透時間的對數與甲苯入口濃度的對數之間具有良好的線性關係。Bansode等研究了活性炭(核桃殼和杏仁殼製備)對四氯化碳、二氯甲烷、苯、三氯甲烷、二氯甲烷和氯仿的吸附性能。結果顯示核桃殼活性炭比杏仁殼活性炭的吸附能力強。
  • 燒結煙氣活性炭吸附脫硫脫硝技術應用現狀
    2 燒結煙氣活性炭吸附脫硫脫硝2.1 活性炭吸附脫硫脫硝的理論研究2.1.1 活性炭吸附反應機理目前國內外使用的大部分是單一汙染物控制技術,而集並實現多種汙染物綜合控制的技術成本較高。當煙氣中的SO2的濃度比較低的時候,NOx的脫除反應會佔據主導地位; 當煙氣中的SO2的濃度比較高的時候,活性炭中進行的是脫除SO2的反應。張鵬宇研究發現,當SO2和NO 同時存在時,SO2和NO 相互競爭吸附位。根據吸附理論,SO2的分子直徑、沸點、偶極矩等都大於NO的,SO2要優先吸附。唐強對SO2和NOx在活性炭上競爭吸附的機理進行了深入的研究。
  • 改性活性炭吸附處理含鉻電鍍廢水的研究
    電鍍廢水通常的處理方法有化學沉澱法、電解法、膜分離法、吸附法等,其中吸附法是比較簡單、常見的方法,具有較好吸附功能的活性炭也被來處理電鍍廢水。楊曉慶[1]以甘蔗渣為原料,氯化鋅為活化劑制出的活性炭在室溫下表現出了對鉻離子較好的吸附效果。張乾等考察了沸石、高嶺土以及活性炭對電鍍水中銅離子的吸附能力,結果表明活性炭的吸附能力最強。
  • 活性炭吸附技術可有效治理有機廢氣
    VOCs治理的手段有多種,大多是通過組合的方式實現有機廢氣淨化,其中活性炭吸附法是比較常見的一種。做好廢氣預處理、選擇合適的VOCs治理活性炭是活性炭吸附法成功的關鍵。目前活性炭市場上存在的產品質量參差不齊,有些碘吸附值低於規定的800mg/g,甚至600mg/g都很難達到。現有很多廢氣治理企業僅僅知道採用活性炭吸附技術,但是對活性炭的性能及工藝條件並不熟悉,缺乏系統的認識,在選擇木質活性炭和淨化裝備時不夠嚴謹,造成使用效果不理想且存在安全隱患。
  • 收藏|活性炭吸附箱的結構以及運行原理
    導讀:活性炭吸附箱過濾系統是廢氣處理設備中更適用於大風量低濃度的廢氣治理,活性炭吸附箱具有吸附效率高
  • 有機廢氣處理之活性炭吸附與催化燃燒淺談
    其吸附方式主要通過2種途徑:一是活性炭與氣體分子間的範德華力,當氣體分子經過活性炭表面,範德華力起主導作用時,氣體分子先被吸附至活性炭外表面,小於活性炭孔徑的分子經內部擴散轉移至內表面,從而達到吸附的效果,此為物理吸附;二是吸附質與吸附劑表面原子間的化學鍵合成,此為化學吸附。活性炭吸附一般適用於大風量、低濃度、低溼度、低含塵的有機廢氣。
  • 低度白酒活性炭吸附法除濁技術與酒質的關係
    比表面積愈大,吸附能力愈強,吸附劑孔隙愈多,平均微孔徑與被吸附分子的大小尺寸匹配性愈好,那麼吸附能力愈強。 3.活性炭吸附法 活性炭是一種非常優良的吸附劑,它具有物理吸附和化學吸附的雙重特性,可以有選擇的吸附氣相、液相中的各種物質,以達到脫色精製、消毒除臭和去汙提純等目的。目前為止,用它來處理白酒可收到良好的效果。
  • 低濃度VOCs吸附濃縮材料-活性炭和分子篩
    間隙式吸附-脫附-催化燃燒技術通常是活性炭濃縮-催化燃燒技術;連續式吸附-脫附-催化燃燒技術通常是分子篩轉輪濃縮-催化燃燒技術。低濃度VOCs的濃縮的核心材料是吸附材料,了解吸附材料的性能,用好VOCs吸附材料對濃縮催化燃燒技術非常重要。最近收集了一些吸附材料的文獻資料,希望對使用吸附濃縮技術的企業有幫助。
  • 乾式廢氣處理設備非活性炭吸附塔莫屬
    活性炭吸附塔能高效吸附有機廢氣,吸附材料採用活性炭,活性炭是應用最早、用途較廣的一種優良吸附劑,具有優異的吸附能力。它是由各種碳物質如媒、木材、石油焦、果核等炭化後,再用水蒸氣或化學藥品進行活化處理,具有很高的孔隙率,比表面一般在700~1500m/g範圍內。