活性炭的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。在化學(xué)鍵力作用下產(chǎn)生的吸附為化學(xué)吸附。但是，只有在一定條件下才能發(fā)生化學(xué)吸附，如惰性氣體不能產(chǎn)生化學(xué)吸附。如果表面原子的價(jià)鍵已經(jīng)和鄰近的原子形成飽和鍵也不能產(chǎn)生化學(xué)吸附?；瘜W(xué)吸附時(shí),化學(xué)鍵力起作用其作用力比范德瓦爾引力大得多,所以吸附位阱更深,作用距離更短。在產(chǎn)生化學(xué)吸附的過程中,氣體原子和表面原子之間產(chǎn)生電子的轉(zhuǎn)移。事實(shí)上,化學(xué)吸附過程通常并非發(fā)生在分子事先被離解的情況。常態(tài)氣體分子接近表面可首先進(jìn)入物理吸附的位阱(平衡位置)。這時(shí)如果給它提供適當(dāng)能量(例如,400—600℃高溫條件下,H2在W表面的化學(xué)吸附)越過位壘Ea,就能進(jìn)入化學(xué)吸附的位阱。在清潔金屬表現(xiàn)上Ea很小,位阱的深度接近于吸附熱的數(shù)值。這一過程說明化學(xué)吸附和物理吸附可能同時(shí)進(jìn)行的。物理吸附往往是化學(xué)吸附的預(yù)備階段。

    物理吸附與分子在表面上的凝聚現(xiàn)象相似,它是沒有選擇性的。由于吸附相分子與氣相分子間的范德瓦爾引力,因而可以形成多個(gè)吸附層。其吸附熱一般小于5kcalmol-1而化學(xué)吸附與化學(xué)反應(yīng)相似,吸附作用具有一定的選擇性。只有在表面存在剩余價(jià)力的活性點(diǎn)處才產(chǎn)生化學(xué)吸附,即只限于吸附單分子層,化學(xué)吸附需要?dú)怏w分子在被吸附之前具有足夠大的能量,這一能量的低限Ea稱為吸附活化能。因此化學(xué)吸附通常需要在較高的溫度下才能進(jìn)行。例如鋇吸附氧,當(dāng)氧分子由自由空間運(yùn)動(dòng)到金屬表現(xiàn)時(shí),在范德瓦爾引力作用下結(jié)合力較弱的O—O鍵,在表面金屬親和力作用下,容易離解為氧原子,由于氧原子2p層的外層電子沒有充滿,很容易從金屬內(nèi)部獲得兩個(gè)價(jià)電子形成穩(wěn)定的外層電子結(jié)構(gòu)表面吸附就從物理吸附轉(zhuǎn)為穩(wěn)定的化學(xué)吸附。

    物理吸附：

    活性炭的物理吸附主要發(fā)生在去除液相和氣相中雜質(zhì)的過程中。由于活性炭的多孔結(jié)構(gòu)提供了很大的比表面積，從而使其非常容易達(dá)到吸收雜質(zhì)的目的。眾所周知，所有的分子之間都具有相互引力，而正是這個(gè)原因，活性炭孔壁上的大量的分子可以產(chǎn)生強(qiáng)大的引力，從而達(dá)到將介質(zhì)中的雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。但是，這些被吸附的雜質(zhì)其分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑，這樣才能保證雜質(zhì)被吸收到活性炭孔徑中。為此，我們不斷地改變?cè)牧虾突罨瘲l件來創(chuàng)造具有不同的孔徑結(jié)構(gòu)的活性炭，從而適用于吸附各種雜質(zhì)的應(yīng)用中。

    化學(xué)吸附:

    活性炭的表面不僅發(fā)生物理吸附，化學(xué)反應(yīng)也經(jīng)常發(fā)生?；钚蕴坎粌H含碳，而且在其表面含有少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)形式的氧和氫，例如羧基、羥基、酚類、內(nèi)脂類、醌類、醚類等。這些表面上含有地氧化物或絡(luò)合物可以與被吸附的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而與被吸附物質(zhì)結(jié)合聚集到活性炭的表面。目前認(rèn)為，活性炭對(duì)重金屬離子的吸附機(jī)理主要是重金屬離子與活性炭表面的離子交換吸附，同時(shí)重金屬離子與活性炭表面的含氧官能團(tuán)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而吸附、金屬離子在活性炭表面沉積而發(fā)生的捕集物理吸附。然而有些學(xué)者認(rèn)為活性炭對(duì)重金屬的吸附行為，可以用表面絡(luò)合吸附模式描述，活性炭顆粒表面各種含羥基的集團(tuán)與溶液中離子的各種形式形成表面絡(luò)合而將其吸附。還有些學(xué)者認(rèn)為活性炭對(duì)重金屬的吸附不僅僅是一個(gè)簡單的離子交換過程，活性炭上各種活性位點(diǎn)對(duì)重金屬的吸附也是一個(gè)重要的原因，同時(shí)金屬陽離子和活性炭表面的陰離子間的靜電引力也起了一定的作用。

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