





活性炭的吸附作用
吸附是指液体或气体附着集中于固体表面的作用,一般的活性炭都能发生这种作用。吸附与吸收不同,吸收是指让液体或气体进入固体的内部的原子结构中,但活性碳并不具备这样的能力,它的吸附作用只是一个表面现象,所以只发生于它的表面。吸附作用的形成,主要来自伦敦色散力,这也是另一种凡得瓦力的表现形式。此种力普遍存在于不具有永1久性偶极矩的分子之间,它是一种自然的吸引力。只要分子足够靠近,都会很自然产生这种作用力。凡是能利用此种力把物质吸住的作用,我们称为物理吸附。此种作用力与温度无关,因此不受温度之影响。伦敦分散力必须在炭表面与被吸附分子之间达到作用的距离之后才会发生,该力的大小涉及被吸附分子中所有相关原子与活性炭表面碳原子密切接触的程度。如果接触的程度越高,则该力越大,同时活性炭对该分子的吸附能力也越强。
应用简史
公元前约3750年,古埃及就有使用木炭的记载。 [4] 1900年英国人首先发明以金属氯化物炭化植物来制造活性炭的方法。 [4] 1917年一战双方均已在防毒面具里使用活性炭。 [4] 1927年美国芝加哥自来水厂发生了恶臭事故,此后活性炭被广泛应用于自来水除臭。 [4] 1930 年一个使用粒状活性炭吸附池除臭的水厂建于美国费城。 [4] 20世纪60年代末70年代初,由于煤质粒状炭的大量生产和再生设备的问世,发达国家开展了利用活性炭吸附去除水中微量有机物的研究工作,对饮用水进行深度处理。粒状活性炭净化的装置在美国、欧洲、日本等国陆续建成投产。美国以地面水为水源的水厂已有90%以上采用了活性炭吸附工艺。
利用微生物的新陈代谢,将吸附在活性炭上的污染物质氧化降解的方法称作生物再生法。活性炭的孔径一般只有几纳米,微生物很难进入其孔隙内部,通常微生物细胞酶可以流至细胞胞外,通过活性炭对酶的吸附,在炭表面形成酶促中心,活性炭设备维修,分解污染物,达到再生的目的。生物法的投资和运行费用相对较低,但再生时间较长,水质和温度对再生效果的影响很大。同时,微生物处理污染物的选择性很强,且一般不能将所有的有机物彻1底分解成CO2和H2O,其中间产物仍残留在微孔中,多次循环后再生效率会明显降低。

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