活性炭的表面特性

　　活性炭的分子化學(xué)結(jié)構(gòu)由基本微晶構(gòu)成，在二維空間與石墨類似，由呈六角形的碳原子平行層片組成。在高溫活化時(shí)，由于燒卻等原因，形成晶格缺陷，出現(xiàn)晶格歪扭或不完整，邊角上的碳原子存在剩余價(jià)健或不成對(duì)電子，因而伎該點(diǎn)碳原子由于共價(jià)鍵的不飽和而有更大的反應(yīng)趨勢(shì)。在碳質(zhì)物料中，氫氧等雜質(zhì)原子不可能被周圍碳原子的交換作用完全飽和，表現(xiàn)出較強(qiáng)的反應(yīng)能力，并在炭的表面形成某些官能團(tuán)，包括：羧基、內(nèi)酯基、酸酐基、醇基、羥基、羰基、醌基、醚基。這些官能團(tuán)使活性炭具有一定的化學(xué)吸著能力，并使活性炭表面可以進(jìn)行鹵化、氫化、氧化等作用以及在許多反應(yīng)中起催化作用?；钚蕴吭诨罨瘯r(shí)，由于溫度不同，形成的官能團(tuán)也不同，在400℃左右的溫活化時(shí)，主要形成羧基、酸酐基、醇基、羥基等酸性官能團(tuán)，隨著活化溫度的升高，酸性官能團(tuán)越來越少，而羰基、醌基、醚基等堿性官能團(tuán)逐漸增加。

　　當(dāng)活化溫度達(dá)到850℃時(shí)，羧基、羥基這兩種酸性官能團(tuán)完全消失，而羰基等堿性官能團(tuán)達(dá)到最大值?；罨瘻囟瘸^850℃時(shí)，堿性官能團(tuán)略有減少，酸性官能團(tuán)略有增加。我國(guó)活性炭多在900℃左右的溫度下活化，所以活性炭表面含氧官能團(tuán)主要是堿性官能團(tuán)。這些官能團(tuán)在水溶液中發(fā)生離解，使活性炭表面具有某些陽離子特性，極性增強(qiáng)，與水中酸性物質(zhì)結(jié)合，形成活性炭物理化學(xué)吸著的又一特點(diǎn)。

　　活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：孔隙的形狀和大小。目前，已有很多的方法對(duì)活性炭中孔隙的大小進(jìn)行解析，盡管解析過程還需要很多的假設(shè)，導(dǎo)致的誤差也還比較大；而活性炭中孔隙的形狀還沒有一種有效的方法進(jìn)行觀察和研究，因此人們對(duì)它的了解以及它的形成規(guī)律和對(duì)活性炭應(yīng)用過程的影響還遠(yuǎn)未達(dá)到對(duì)孔隙大小的了解程度?；钚蕴恐锌紫洞笮『托螤畹亩鄻有院蛷?fù)雜性是導(dǎo)致活性炭吸附性能非常復(fù)雜的主要原因。