活性炭起什么作用?
1、物理吸附作用 活性炭是具有巨大表面积的微孔材料,根据量子力学理论,只有分子量为500~700的化合物才能在活性炭微孔内发生吸附作用。对于颗粒尺寸大于活性炭微孔径的分子或原子团,一般只能通过扩散作用进入活性炭的内部,然后再进行物理化学反应。所以,活性炭对有机物污染物的去除主要是物理吸附的作用。 活性炭表面的活性基团(如酚羟基、氨基等)与污染物之间很容易形成分子间力,使得污染物被吸附到活性炭的表面,进而大分子的污染物被截留在活性炭的微孔中。随着吸附过程的进行,活性炭表面和内部的污染物浓度梯度会产生电动势,从而使带负电的污染物离子被吸附到活性炭表面并被保留下来;而带正电的颗粒则被排斥在外,不能被吸附。这就是活性炭静电吸附的原理。 由于活性炭具有巨大的比表面积和丰富的表面化学基团,因此在相同的投加量下,活性炭的吸附能力要比其他同类吸附剂高很多倍。
2、化学吸附作用 对于某些挥发性有机污染物,由于其分子结构中含有苯环或其他饱和多碳环,在一定的条件下可以发生加氢反应生成相应的衍生物。这些带有芳烃基团的污染物可以被活性炭表面的活泼氢原子所捕获而发生加成反应,从而将芳香族的污染物降解为简单的羧酸或其它无机含氧化物。活性炭也具有化学吸附的作用。但这一作用机制存在争议,有待进一步的研究。 在实际的应用过程中,往往是活性炭通过物理吸附与化学吸附两种作用的协同效果来达到最好的净化效果。