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木炭和活性炭具有很強的吸附性,為什么?

來源:新能源網
時間:2024-08-17 08:49:30
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木炭和活性炭具有很強的吸附性,為什么?【專家解說】:  從三個方面來說明:第一,孔隙具有吸附勢,靠碳分子與被吸附分子的引力(主要是范德瓦斯力)而形成的,孔徑越小,吸附勢越強。第二,

【專家解說】:  從三個方面來說明:第一,孔隙具有吸附勢,靠碳分子與被吸附分子的引力(主要是范德瓦斯力)而形成的,孔徑越小,吸附勢越強。第二,分子運動理論:①一切物體均由分子或原子組成,分子(原子)間有間隙;②分子(原子)是處于永不停息漫無規(guī)則的熱運動狀態(tài),分子間相互碰撞很頻繁,在標準狀態(tài)下,甲醛分子的自由運動速度為450m/s,一個甲醛分子與其它分子每秒要碰撞109次/S(幾十億次);若貼近所研究表面的甲醛分子數(shù)密度,時時刻刻與遠處的甲醛分子數(shù)密度相等,則每秒有約2.7×1027個甲醛分子(約130㎏)碰在每平方米面積上;③分子間有相互作用力,一般表現(xiàn)為引力。第三,碰撞分子的直徑與活性炭孔隙直徑要匹配,若分子直徑大于孔隙直徑,則分子碰活性炭時,進不了孔隙而被彈回到空中;若分子直徑遠小于孔隙直徑,則分子即使碰到了孔隙,也有可能跑出來,孔徑越大,跑出來的概率也越大,使吸附率越?。划敺肿又睆铰孕∮诳讖綍r,分子碰到孔以后難于跑出來,即被吸附了。被吸附的分子數(shù)量多,表明其吸附能力越強。經查實與計算,某些物質分子的有效直徑如表1所示:   這里需要重新講一下 活性炭結構的特點:   在結構上有兩大特點:一是內部與表面孔隙發(fā)達。由孔隙直徑大小分為三類:大孔(φ≥50nm),約占總孔容積的10~30%;微孔(φ≤2nm)約占總孔容積的60~90%;中孔又稱過渡孔(2nm≤φ≤50nm),約占總孔容積的5~7%??紫镀骄睆郊s為1.5nm。二是比表面積大。即1克活性炭粒子的表面積與所有孔隙面積的總和,一般活性炭為500M2/g至1500㎡/g,國外的超級活性炭可達3000㎡/g(約為足球場面積)。孔隙結構越發(fā)達比表面積越大,其吸附功能越強。   附幾種有氣體分子直徑:   由以上數(shù)據(jù)可知,只有孔隙直徑大于0.45nm而小于2.0nm的微孔才能吸附有毒有害氣體,而正好活性炭的這些微孔占總孔數(shù)的90%以上,所以對吸附這些有毒有害氣體的效果而言,活性炭是最理想的