活性炭的孔結構十分復雜,形狀各異,孔隙大小從不到1nm直至1萬nm以上,按其孔隙大小可分為微孔、中孔、大孔。本文大千凈化就這幾個孔徑進行詳細的介紹:
微孔:
微孔:所謂微孔,就是在相當于滯后開始時的相對壓力下已經(jīng)被完全充填的那些孔隙。
微孔的半徑r小于15-16A,它們相當于被吸附分子的大小。微孔的容積為0.20-0.60cm3/g,約占活性炭總比表面積的90%以上,即數(shù)百m2/g,甚至超過1000.2/g,吸附作用主要靠它。
對吸附來說,最重要的是微孔,由于微孔有很大的孔容和比表面積,孔容0.2-0.6cm3/g;比表面積可達900-1200m3/g,占總比表面積的95%以上,所以它在很大程度上決定著活性炭的吸附能力。
中孔(過渡孔):
中孔:是那些能發(fā)生毛細凝聚使被吸附物質液化而形成彎液面,從而在等溫線上出現(xiàn)滯后回線的孔隙。因此,中孔大小在有效半徑15A 中孔(過渡孔)的有效半徑要比被吸附分子大得多,它的作用是捕捉有機蒸汽,為吸附物分子進人微孔的通道,用來吸附大分子物質,常用于溶液的脫色如用ZnCl2法制得過渡孔特別發(fā)達的糖用炭.以除去溶液中分子較大的有色雜質或呈膠體分散的顆粒。化學法制得活性炭的過渡孔容積可達0.7cm3/g,它的比表面積達200-4502m/g。 中孔的作用: ①在足夠高的壓力下按毛細凝聚的機理吸附物質蒸氣; ②作為被吸附物質達到微孔的通道; ③在液相吸附中對大分子的物質有很好的吸附效果。大孔的孔容通常在0.2-0.8cm3/g,比表面積最小0.5-2.0m3/g,主要起通道作用。 當活性炭用作催化劑載體時,催化劑主要是沉積在中孔和大孔內,但也有沉積在微孔內的。 大孔: 活性炭的大孔容積通常在0.2-0.8cm3/g,它的比表面積只0.5-2m2/g。半徑大于1000-2000nm的孔隙。 在這樣大的孔隙內技術上是不能實現(xiàn)毛細凝聚的。比表面的數(shù)值這樣小,表明它在吸附中不會起明顯作用,一般都不希望有,因它會降低活性炭的充填比重和強度。 但是,這些大孔起著輸送渠道的作用,當活性炭用作催化劑載體時,較大的孔隙作為催化劑沉積的場所可能是有用的。 活性炭中各類孔隙的特點和性質: 孔隙種類 比表面積 比孔容積 吸附理論 作用 微孔 活性炭的比表面積90%以上 0.2-0.7 cm3/g 容積充填 氣相吸附的主要場所 過渡孔 20-70m2/g 0.02-0.10cm3/g 多分子層和 毛細凝聚 液相吸附,輸送作用,添加催化劑 大孔 0.5-2m2/g 0.30-0.35cm3/g 多層吸附 輸送通道