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活性炭對吸附機理

　　活性炭對的吸附量是衡量活性炭活性的一個標(biāo)志,它基本上是活性炭孔容積的一個量度。通過活性炭對的吸附能夠確定活性炭的活化程度，所以活性炭行業(yè)均把這項指標(biāo)列為檢驗活性炭吸附性能的主要指標(biāo)之一。對此，本文主要研究活性炭對吸附機理。

　　一、研究活性炭對吸附機理材料與方法
　　1.材料：顆?；钚蕴垦笃贰悠返木幪柤疤卣饕姳?。

　　2.方法：采用美國標(biāo)準研究所ANSI/美國材料試驗學(xué)會 ASTMD3467~88。整個吸附系統(tǒng)由3部分組成:①空氣凈化系統(tǒng):室溫操作;②蒸氣發(fā)生系統(tǒng):0士1℃操作;③吸附系統(tǒng):25土1℃操作。

　　3.主要試驗條件:a.裝炭量10g左右；b.混合氣體流量1670士15 ml/min；c.吸附溫度25士1℃；d.吸附時間30 min,以后每隔10min稱量一次,直至吸附達到平衡；e.蒸氣濃度250土 10 mg/L。

　　二、研究活性炭對吸附機理結(jié)果與討論

　　活性炭對四氨化碳蒸氣的吸附屬于動態(tài)平衡吸附,該吸附系統(tǒng)屬于雙組分體系。由于活性炭對純凈空氣的吸附量小到可以忽略不計，所以把它認為是單一成分體系的吸附平衡。一般而言,平衡吸附量q是由平衡時的溫度、壓力所決定,即q=f(T，P)。本文就溫度、壓力、混合氣體流量這三參數(shù)進行了研究。

　　1.吸附溫度的影響

　　研究的是整個系統(tǒng)中的吸附系統(tǒng)中的吸附溫度。因為平衡吸附量q是被吸附質(zhì)的分壓或濃度和溫度的函數(shù):q=f(T,P)。,在恒定分壓的情況下q=f(T)P,吸附量僅是溫度的函數(shù)。吸附溫度的變化一定會引起平衡吸附量的變化。在研究中我們恒定蒸氣的濃度和混合氣體的流量,僅改變吸附溫度,便得到一組數(shù)據(jù)列于表2。

　　表2表明,隨著吸附溫度的升高,吸附量逐新增大。由此可知這時吸附是物理吸附與化學(xué)吸附同時存在。因為化學(xué)吸附速度一般較小,在低溫時不易達到平衡,而升高溫度會使吸附速度增快,所以化學(xué)吸附在低溫時常出現(xiàn)吸附量隨溫度升高而增加的情況。直到真正達到平衡以后,吸附量才又隨溫度的升高而下降。而物理吸附?jīng)]有這種現(xiàn)象。物理吸附速度快,很容易達到平衡。所以活性炭對蒸氣的吸附是物理吸附與化學(xué)吸附共存。

　　2.蒸氣分壓的影響

　　研究的是整個系統(tǒng)中的蒸氣發(fā)生系統(tǒng)。表3四氨化碳蒸氣分壓與吸咐溫度的關(guān)系溫度(℃)飽和蒸氣壓(mm/Lg)。

　　隨著溫度的升高，的飽和蒸氣壓迅速上升。而蒸氣分壓的大小取決于四氧化碳蒸汽發(fā)生瓶的溫度。在實驗中我們保持其它參數(shù)不變,僅改變四氧化碳蒸氣發(fā)生瓶的溫度,得到一組對應(yīng)的蒸氣濃度值見表4。

　　隨著溫度的升高,蒸氣濃度增大。在這種實驗條件下,通過實驗可得到一條吸附等溫線，見圖1。

　　由圖1可知,一定溫度下升高氣體的壓力,可以增加氣體的吸附量。但在吸附箏溫線的不同部分,壓力的影響是不同的。在低壓部分,壓力的影響很顯著,吸附量與濃度成直線關(guān)系。當(dāng)濃度繼續(xù)升高時,吸附量的增加漸趨緩饅,呈曲線關(guān)系。最后當(dāng)濃度足夠高時,曲線接近一條平行于橫軸的直線。

　　3.混合氣體總流量的影響

　　混合氣體是由兩部分所組成，一部分是壓縮空氣,其作用是載體，即通過這部分壓縮空氣的流動把蒸氣帶到氣流中去;另一部分即是四氧化碳蒸氣?；旌蠚怏w流量增大,在流通面不變的情況下即流速增大。那么在溫度和分壓均不變的情況下儀改變流量對吸附量是否有影響,通過實驗得到一組平衡吸附量,見表5；可以看出，流量的變化對實驗結(jié)果并無什么影響，的實驗結(jié)果差值僅在1.3%。

　　研究活性炭對吸附機理結(jié)果表明：活性炭對蒸氣的吸附是物理吸附與化學(xué)吸附共存；在整個研究過程中，過程中溫度和蒸氣濃度是吸附的重要條件,必須嚴格掌握。