活性炭吸附的主要特點(diǎn)

　　吸附劑：能有效地從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體物質(zhì)。

　　吸附劑可按孔徑大小、顆粒形狀、化學(xué)成分、表面極性等分類(lèi)，如粗孔和細(xì)孔吸附劑，粉狀、粒狀、條狀吸附劑，碳質(zhì)和氧化物吸附劑，極性和非極性吸附劑等。

　　常用的吸附劑有以碳質(zhì)為原料的各種活性炭吸附劑和金屬、非金屬氧化物類(lèi)吸附劑(如硅膠、氧化鋁、分子篩、天然黏土等)。

　　活性炭與其它吸附劑如硅膠、活性白土、沸石以及各種樹(shù)脂類(lèi)吸附劑相比較時(shí)，具有許多特點(diǎn)。

　　(一)、屬于非極性吸附

　　活性碳是疏水性的非極性吸附劑，能選擇性地吸附非極性物質(zhì)，而對(duì)不飽和的含碳化合物，如含雙鍵或三鍵的化合物，選擇性吸附的能力小。

　　硅膠、礬土類(lèi)吸附劑是極性(親水性)吸附劑，對(duì)極性分于的選擇性吸附能力大，即對(duì)不飽和的含碳化合物的吸附力大。例如，以活性炭和硅膠作為色譜柱，分離溶于石油醚溶液中的肉桂酸、硬脂酸和軟脂酸的混合物時(shí)，吸附的次序兩者恰好相反。

　　杜賓寧認(rèn)為，在活性炭的吸附中，由于活性炭的非極性的性質(zhì)，只有范德華力中的彌散力的作用引起物理吸附。這種彌散力的產(chǎn)生是由于在任何分子(包括非極性分子)之間負(fù)電荷在電子云不同點(diǎn)上發(fā)生偶然的瞬時(shí)集聚而引起的。這特點(diǎn)使活性炭較適合于對(duì)有機(jī)化合物的吸附，特別是芳香族化合物。因此，活性炭吸附有如下規(guī)律：

　　1、對(duì)芳香族化合物的吸附優(yōu)于對(duì)非芳香族化合物的吸附，如對(duì)苯的吸附優(yōu)于對(duì)環(huán)己烷的吸附；

　　2、對(duì)帶有支鏈的烴類(lèi)吸附，總是優(yōu)于對(duì)直鏈烴類(lèi)的吸附；

　　3、對(duì)有機(jī)物中含有和不含有無(wú)機(jī)基團(tuán)的吸附不一樣，凡含有無(wú)機(jī)基團(tuán)的總是低于不含有無(wú)機(jī)基團(tuán)的化合物。如對(duì)吡啶的吸附總是低于對(duì)苯的吸附;

　　4、對(duì)分子量大的和沸點(diǎn)高的化合物的吸附總是高于分子量小的和沸點(diǎn)低的化合物，等等。

　　(二)、比表面積大

　　活性炭的比表面積最大，而平均孔徑最小，說(shuō)明活性炭主要是微孔。活性炭的比表面積不同，吸附性能也不同，一般比表面積大的，吸附能力也大，但是，比表面積相同的活性炭，吸附能力也可能有很大差別，這是由于活性炭的孔隙形狀和孔徑分布、表面化學(xué)性質(zhì)和灰分含量不同等原因所放。

　　(三)、有較發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)

　　活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，除活性炭分子篩以外，孔徑分布范圍較廣，因此，能吸附分子大小不同的各種物質(zhì)，但選擇性的吸附分離效果較差。吸附質(zhì)分子的大小與活性炭孔隙大小相對(duì)應(yīng)時(shí)有利于吸附。有人認(rèn)為，當(dāng)活性炭的孔隙半徑比吸附質(zhì)分子的半徑大3-4倍時(shí)，最有利于吸附。液體分子一般比氣體分子大，一般過(guò)渡孔較發(fā)達(dá)的活性炭有利于液相吸附，例如，糖用炭適用于除去糖液個(gè)的大分子雜質(zhì)；微孔發(fā)達(dá)的活性炭適用于氣相吸附，對(duì)于低濃度的和低沸點(diǎn)的氣體和蒸汽的吸附能力也是很大的。

　　孔徑大小相近，比表面積相同的兩種活性炭，對(duì)分子雖相同的化合物進(jìn)行吸附時(shí)，吸附能力往往不同，這可能與活性炭的孔隙形狀、表面性質(zhì)和活性炭與吸附質(zhì)的親合力有關(guān)。

　　(四)、活性炭的表面特性

　　由于活化條件不同，活件炭的表面性質(zhì)也有所不同。例如，在高溫下用水蒸汽活化制得的顆?；钚蕴?，表面多合堿性氧化物，而用氯化鋅法制得的活性炭，表面多合酸性氧化物。由于表面氧化物的性質(zhì)不同，吸附性質(zhì)也有差別。水蒸汽法活性炭對(duì)堿和碘的吸附能力比氯化鋅法活性炭小得多，對(duì)酸的吸附能力隨著活化溫度的提高而增大。

　　(五)、活性炭的催化性質(zhì)

　　活性炭作為接觸催化劑用于各種異構(gòu)化、聚合、氧化和鹵化反應(yīng)中。活性炭也用作其他催化劑的裁體。

　　活性炭的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及其它物質(zhì)，特別是灰分的作用。

　　活性炭在化學(xué)工業(yè)中更常用作為催化劑載體，即將有催化活性的物質(zhì)沉積在活性炭上，一起作為催化劑。這時(shí)，活性炭的作用并不限于被動(dòng)的負(fù)載活化劑。由于活性炭有較大的比表面積以及它的孔隙結(jié)構(gòu)特性和表面化學(xué)性質(zhì)等，對(duì)催化劑的活性、選擇性和使用壽命都有重大影響，它具有一種助催化的作用。

　　(六)  性質(zhì)穩(wěn)定、容易再生

　　活性炭的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，能耐酸、堿，所以能在比較大的酸堿度范圍內(nèi)應(yīng)用；活性炭不溶于水和其它溶劑，所以能在水溶液和許多溶劑中使用；活性炭能經(jīng)受高溫和高壓的作用，以及由于它的催化活性，在有機(jī)會(huì)成中也常用作為催化劑或載體。

　　但是，在較強(qiáng)的氧化條件下，也容易發(fā)生氧化反應(yīng)，例如，氯化鋅法活性炭在與強(qiáng)氧化劑接觸時(shí)，能發(fā)生氧化分解作用；又如在高溫下活性炭與氧接觸時(shí)也能發(fā)生反應(yīng)。

　　活性炭經(jīng)使用失效時(shí)，可以用各種方法進(jìn)行再生，使其恢復(fù)原來(lái)的吸附能力，再用于生產(chǎn)?；钚蕴恳话隳苓M(jìn)行多次反復(fù)再生，如果在合適的條件下再生時(shí)，它的吸附性能不會(huì)顯著降低。