椰殼活性炭性能,比表面積影響椰殼活性炭的吸附

    椰殼活性炭通常被認(rèn)為是無定型炭。X射線衍射分析表面，椰殼活性炭結(jié)構(gòu)中含有1-3nm的石墨微晶，所以又有人認(rèn)為它屬于微晶類碳。除了碳之外，椰殼活性炭中還含有一些雜原子，形成含氧基團(tuán)，對(duì)椰殼活性炭性質(zhì)起了很重要作用。椰殼活性炭的氧化物成分也影響椰殼活性炭吸附。椰殼活性炭在高穩(wěn)有氧條件下活化，在其表面會(huì)形成一些含氧基團(tuán)，這些基團(tuán)可分為酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán)兩大類。高溫活化(800-900℃)容易形成堿性基團(tuán)，低溫活化(300-500℃及以下)容易形成酸性基團(tuán)。常見的酸性基團(tuán)以羥基、內(nèi)脂基為主，常見的酸性從團(tuán)是含有氧萘結(jié)構(gòu)的基團(tuán)，基團(tuán)的數(shù)量大約為0.1-0.5mmol/g。      椰殼活性炭表面含氧官能團(tuán)對(duì)其吸附性能有影響。由于酸性官能團(tuán)多共有極性，因此易對(duì)水中極性較強(qiáng)的化合物進(jìn)行吸附，并妨礙對(duì)非極性物質(zhì)的吸收，如芳香化合物、非極性烷鏈等。因?yàn)樗�中天然有機(jī)物多含有芳香環(huán)，所以不宜使用低溫活化的 椰殼活性炭進(jìn)行吸附操作。椰殼活性炭使用失效后的再生也要注意不要形成膠性基團(tuán)，長期貯存的椰殼活性炭由于空氣緩慢氧化而產(chǎn)生酸性基團(tuán)，這也會(huì)降低其對(duì)水中天然有機(jī)物的吸附能力。     椰殼活性炭最主要的結(jié)構(gòu)特征是它的孔結(jié)構(gòu)，描述孔結(jié)構(gòu)的指標(biāo)是比表面積，孔徑，孔徑分布和孔容。     椰殼活性炭吸附所依賴的巨大比表面積主要是內(nèi)部孔洞的表面。如果對(duì)孔的大小進(jìn)行試分，則可以分為微孔、過渡孔(中孔)和大孔三種。按國際純粹化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)的規(guī)定，微孔是指孔直徑小于2nm的孔，中孔是指孔直徑為2-50nm的孔，大孔是指直徑大于50nm的孔。椰殼活性炭的孔徑結(jié)構(gòu)好比一個(gè)城市內(nèi)四通八達(dá)的交通網(wǎng)。大孔在椰殼活性炭結(jié)構(gòu)中好比城市的主要干道，中孔好比區(qū)域性通道，而微孔則是城市的基層弄堂、巷道。因此，微孔結(jié)構(gòu)是椰殼活性炭孔面積的主要來源。有人曾對(duì) 椰殼活性炭不同尺寸孔的面積及孔容進(jìn)行測(cè)定，認(rèn)為微孔面積要占椰殼活性炭比表面積的95%以上，所以椰殼活性炭的吸附能力主要是由微孔引起的。