吸附劑結(jié)構(gòu)性能及改性(編輯修改稿)
2025-02-14 17:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 來(lái)源于氫氧化鋁脫水形成的微孔和顆粒間隙。內(nèi)表面中顆粒間隙孔提供的表面積占有很大比重，它隨晶粒減小而增大。 表面積受熱分解溫度影響明顯。分解溫度前，無(wú)脫水孔形成，表面積很??；分解溫度時(shí)，大量脫水，形成脫水孔，表面積明顯增大；超過(guò)分解溫度時(shí)，脫水孔燒結(jié)，表面積降低。 HOAlOH + HOAlOH +‥‥ → ‥‥ O – Al – O – Al – O ‥‥ ‥‥ O – Al – O – Al – O ‥‥ OH OH O + H2O L酸中心易吸水成 B酸中心 H OH + O L酸中心 堿中心 堿中心 B酸 主要是 L酸， B酸非常弱， 當(dāng)吸附了足遮蓋所有酸中 心的水時(shí)，堿性中心才能 顯示出來(lái)。 氧化鋁吸附水蒸氣行為 物理吸附和化學(xué)吸附兩種形式 化學(xué)吸附水蒸氣時(shí)表面氧原子形成羥基，呈 Langmur型等溫線。隨著水蒸氣壓力增加，有更多的水分子通過(guò)氫鍵與表面羥基結(jié)合。單層吸附量 5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。 更多的水是通過(guò)物理吸附和毛細(xì)凝聚被吸附，呈現(xiàn) Ⅱ型等溫線。 活性氧化鋁有良好的吸水能力，用它干燥的氣體露點(diǎn)可達(dá) 60～ 55℃ ，干燥效率高于普通干燥劑硅膠，低于 A型分子篩。 活性氧化鋁脫水溫度 180～ 200℃ ，常壓下 再生活化溫度 350～ 400℃ ，清除有機(jī)碳化物溫度 500～ 550℃ 。 熱處理溫度不能超過(guò) 600℃ ，以免引起物相變化產(chǎn)品變質(zhì)。 activated carbon 是一種由有機(jī)物質(zhì)經(jīng)炭化和活化制成的多孔性含碳物質(zhì)。有很強(qiáng)的吸附性能，主要是它具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)。其表面具有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的機(jī)械強(qiáng)度，具有廣泛應(yīng)用，催化劑載體、脫色劑、吸附劑等。 種類(lèi) 粒狀炭 原料果殼、煤，用于催化劑載體、 凈水 劑、有機(jī)氣體吸附劑 粉狀炭 （ 200目以下） 食品、藥物脫色劑 纖維型活性炭 制備活性炭纖維布、纖維板等 制備 炭化 有機(jī)原料 → 隔絕空氣加熱 → 碳質(zhì)材料 ① 400℃ 發(fā)生脫水、脫酸分解反應(yīng) ② 400～ 700℃ O鍵被破壞，氧以 H2O、 CO、 CO2 形式析出，芳核間結(jié)合 ③脫氫，芳核間大量直接結(jié)合，形成二維平面結(jié) 構(gòu)，并借 CH2鍵，形成三維立體結(jié)構(gòu) 活化 是碳質(zhì)材料的造孔過(guò)程，微晶之間的碳素經(jīng) 氧化反應(yīng)去除（或稱(chēng)燒掉），形成多孔的活 性炭。 C+H2O→CO 、 CO H2 活化劑 高溫水蒸氣 800～ 1000℃ 或 ZnCl2 600～ 700℃ 微孔發(fā)達(dá)的活性炭 碳質(zhì)材料 孔結(jié)構(gòu) 微孔 有效孔半徑 ～ ，不發(fā)生毛細(xì)凝聚， 只發(fā)生毛細(xì)微孔填充。微孔體積 ～ ， 比表面積 400～ 1200m2/g，約占總表面積 95%。 中孔 有效孔半徑 2～ 100nm，孔體積 ～ 比表面積 20～ 70m2/g，約占總比表面積 5%， 孔中發(fā)生毛細(xì)凝聚，中孔可用電子顯微鏡觀察。 大孔 孔半徑 100nm，直接在粒子的外表面開(kāi)口， 孔體積 ～ ，比表面積 ～ 。 許多活性炭具有雙峰型孔分布曲線。戴閩光認(rèn)為， 用甲醇作吸附質(zhì)測(cè)定活性炭比表面積和孔結(jié)構(gòu)是適宜的。 活性炭屬于類(lèi)石墨微晶質(zhì)碳，由類(lèi)似石墨的基本微 晶構(gòu)成，但各層面排列是不規(guī)則的，紊亂的，稱(chēng)為亂層 結(jié)構(gòu)。其基本微晶在交叉連接之間形成形狀不一、大小 不同的空隙，加之活化時(shí)碳化物表面產(chǎn)生的侵蝕缺陷， 構(gòu)成活性炭的微孔結(jié)構(gòu)。 表面化學(xué)結(jié)構(gòu) 化學(xué)組成 碳 95%以上，氧 5%，氫 2%， 灰分 Ca/Mg/Si/Mn/Fe/Al/K/Na,P/N/S/As/B等 。 純活性炭表面本應(yīng)是非極性的。但有氫氧存在，表面 形成碳 氧 絡(luò)合物。 300～ 500℃ 時(shí)與水作用生成酸性表面基團(tuán)，可達(dá) 20%。 800～ 1000℃ 真空或惰性氣體中加熱，再冷卻至室溫，在 空氣中形成堿性基團(tuán)，可達(dá) 2%。 表面酸性氧化物主要有 ＝ C ＝ O － C－ O－ C－ ＝ ＝ O O － C－ OH ＝ O － OH 酚羥基 醌羰基 羧基 由于堿性氧化物形成條件不易控制，主要集中研究酸性 氧化物
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