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簡單了解活性炭的物理吸附過程涉及哪些步驟。

物質在固體表面或微孔體積內積聚的現象稱為吸附。混合物經過壹些設備後,其中的壹些物質被除去,這就是所謂的過濾。就室內空氣而言,通過活性炭後去除部分有害物質,起到過濾作用;就某些有害物質而言,活性炭起著吸附作用。吸附過程可分為物理吸附和化學吸附。物理吸附僅僅依靠分子間的引力將吸附質吸附在吸附劑表面。物理吸附是可逆的。如果降低氣相中吸附質的分壓,提高吸附溫度,吸附質會迅速脫附,而不改變其化學成分。化學吸附選擇性高,壹種吸附劑只能吸附某些物質。化學吸附是不可逆的,吸附後吸附質發生了變化,改變了原來的特性。

物理吸附過程可分為以下幾個步驟:(a)當汙染氣體通過吸附邊界層時,汙染氣體的分子可能被吸附或帶離活性炭表面,這取決於載氣和邊界層氣體中組分的濃度差,決定了吸附強度。汙染空氣通過活性炭時,由於濃度差很大,部分有害氣體被吸收,而空氣中固有成分由於濃度差基本為零,正常通過,而部分顆粒(如煙塵)由於過大,直接留在大孔和中孔中。當有害氣體濃度差為零時,活性炭失效,需要重新活化。(b)吸附的分子擴散到微孔中。(c)分子牢固地結合在吸附劑的表面。以上三個步驟在化學反應中必然會發生。在化學吸附中,吸附劑和吸附質的結合比較牢固,必須在高溫下進行脫附。化學吸附比物理吸附驅動力更大,結合力更強,所以化學吸附對劇毒汙染物更安全。壹般來說,當吸附質接觸吸附劑表面時,發生的是物理吸附還是化學吸附取決於吸附劑表面的反應性、吸附質的性質、溫度等因素。其實這兩種吸附並不是完全分開的,這取決於分子力和化學鍵。在動態條件下,蒸汽的去除要求活性炭不僅要有壹定的吸附能力,khd3yd,還要有壹定的吸附速度。如果只有較大的吸附量而沒有壹定的吸附速度,蒸汽與活性炭層短暫接觸就來不及被吸附和滲透。相反,如果只有大的吸附速度而沒有壹定的吸附量,去除量也很小。壹般來說,活性炭去除空氣中的水蒸氣包括如下壹個或多個階段:(1)外擴散。空氣中的氣體或蒸汽擴散到顆粒的整個表面;(2)內部擴散。氣體或蒸汽分子向大孔活性炭內部(或沿表面)擴散;(3)分子在顆粒內表面的吸附;(4)被吸附的蒸汽與活性炭或被吸附的氧氣、水或溶劑之間的反應。

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