活性炭的孔隙大小可以從0.5nm到10000nm以上。根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)的規(guī)定:孔徑大于50nm的為大孔;孔徑2~50nm的為中孔;孔徑小于2nm的為微孔。
活性炭孔隙的作用:
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根據(jù)開爾文方程,只有在相對壓力接近于1的時候,才會出現(xiàn)由于蒸汽的毛細(xì)凝聚發(fā)生大孔的容積充填,這在實際上是不可能實現(xiàn)的。因此,在實際上大孔只是起著輸送的作用,只是負(fù)責(zé)把大分子的物質(zhì)輸送到活性炭內(nèi)部小的孔隙中。
②中孔:
又稱過渡孔。中孔的孔徑為2~50nm。中孔的線性尺寸比被吸附分子的直徑要大得多,因此,在這種孔隙的表面上會產(chǎn)生蒸汽的單分子層吸附和多分子層吸附,即形成連續(xù)的吸附層。但是由于在活性炭中,這種孔隙占比很小,它的比表面積最多只能占到活性炭總比表面積的5%,一般只有20~70m2/g。但是,如果采用特殊的方法(如延長活化時間、減慢升溫速度、用藥品活化等),可以制得比表面積達(dá)200~450m2/g的中孔活性炭。這種活性炭對大分子的物質(zhì)有很好的吸附作用。如用于油氣回收的活性炭都是采用這種中孔活性炭。另外在進(jìn)行混合廢氣(如包裝印刷、噴漆涂裝)處理時,可避免大分子有機物堵塞吸附劑微孔,也可以選擇中孔活性炭作吸附劑。
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微孔的孔徑在2nm以下。微孔所具有的比表面積一般都達(dá)600~850m2/g,有些可以高達(dá)1000m2/g,約占到活性炭總比表面積的95%以上。因此,它可以用來吸附大部分有機蒸氣及一部分無機氣體。因此,活性炭中微孔的多少,直接影響著活性炭的吸附能力。而且,微孔的內(nèi)表面對壁面的吸附力場還會產(chǎn)生疊加作用。因此,決定活性炭吸附能力大小的主要是微孔。