活性炭孔径分布和表面化学性质对吸附的影响
诺蕊特NORIT活性炭是一种优良的吸附剂 , 具有石墨微晶结构、微孔发达、吸附能力强、化学性质稳定、力学强度高和再生方便等特点 , 已在石油、化工、轻工、食品、医药、环保、国防、农业等诸多领域得到广泛应用，
诺蕊特NORIT活性炭对物质的吸附作用有两种形式 : 物理吸附和化学吸附。物理吸附主要表现为吸附质与吸附剂之间通过物理性力 , 如范德华力、氢键等相结合 , 吸附过程受吸附质分子尺寸与吸附剂的孔结构控制 (分子筛作用 ) ; 化学吸附实质是吸附质与吸附剂表面基团之间发生化学反应 , 以化学键力相结合 , 吸附过程受吸附剂表面化学特性、吸附质化学性质等因素影响。通常吸附质在诺蕊特NORIT活性炭表面吸附是两种吸附共同作用的结果 , 诺蕊特NORIT活性炭吸附性能主要由活性炭孔隙的物理结构和孔表面的化学性质决定。
不同孔径的孔在吸附过程中发挥的作用不同。大孔在比表面积中所占比例很小 , 在诺蕊特NORIT活性炭中常常成为吸附质分子的通道。中孔既是吸附质分子的通道 , 又在一定压力下发生毛细管凝结 ,对吸附大分子起着重要作用。微孔的吸附作用最大 , 对诺蕊特NORIT活性炭吸附量起着支配作用 , 在很大程度上决定着诺蕊特NORIT活性炭的吸附能力
对吸附性能的影响：
按照吸附质分子尺寸和吸附剂分子尺寸之间的关系 , 吸附情况可以分为以下 4种:
(1)吸附质分子尺寸远小于孔径 , 吸附的分子容易脱附 , 低浓度下的吸附量小 ;
(2)吸附质分子尺寸稍小于孔径 , 吸附质分子在孔内发生毛细凝聚 , 吸附量大 ;
(3)吸附质分子尺寸约等于孔径大小 , 孔隙对吸附质分子的捕捉能力非常强 , 适合于极低浓度下的吸附 ;
(4)吸附质分子尺寸大于孔径 , 因分子筛作用 , 吸附质分子无法进入孔隙 , 故不起吸附作用。
可见 , 在吸附操作中 , 吸附剂的孔径与吸附质分子或离子的几何大小有一个匹配问题。据资料报道 , 对吸附剂利用率最高的孔径和吸附质分子直径的比值为 1.7～3, 对需要重复再生的吸附剂这一比值为 3～6或更高。
NORIT活性炭的吸附特性不仅取决于它的孔隙结构 , 也决定于它的表面化学性质。化学性质不同对活性炭的酸碱性、润湿性、吸附选择性等影响较大。
受原料和制备过程的影响 , 诺蕊特NORIT活性炭中除了石墨微晶平面层边缘的碳原子外 , 在微晶平面层上还存在着许多诸如位错、弯曲、离位等具有高浓度的不成对电子的缺陷位 , 这些缺陷位和碳原子共同构成了活性炭表面的活性位。诺蕊特NORIT活性位可以吸附其他元素 (如氧、氢、氮和硫等 )生成稳定的表面络合物 , 形成局部表面的官能团结构
诺蕊特NORIT活性炭表面化学性质很大程度上由表面官能团的类别和数量决定 , 不同表面官能团对不同吸附质有明显的吸附差别。诺蕊特NORIT活性炭表面官能团主要可分为含氧官能团和含氮官能团 , 此外还有含卤素、硫等元素的官能团。
总结：目前 , 缺少功能化高品质专用活性炭是制约我国活性炭行业迈向更高层次的瓶颈。针对各种吸附质分子、离子存在特性及结构参数 , 研制对某种吸附质具有高效吸附的功能诺蕊特NORIT活性炭 , 是降低活性炭使用成本、扩大其使用范围、提高利用效率的有效途径 , 是诺蕊特NORIT活性炭行业未来发展方向。
诺蕊特NORIT活性炭孔径分布不同、表面官能团构成的表面活性位不同 , 从而呈现出不同的吸附能力。究竟什么样的孔径分布对应吸附某类吸附质最有效、什么样的表面官能团才是某类吸附质吸附最为有效的活性位 , 已有研究结果对此还没有系统、清楚的答案。因此以诺蕊特NORIT活性炭孔径分布及表面化学性质为出发点 , 探索活性炭上述特性与某类吸附质的关系及作用机理 , 从而对某类吸附质采用对应的高效活性炭进行吸附去除 , 是值得研究的课题。
