活性炭吸附的主要特點

　　吸附劑：能有效地從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體物質(zhì)。

　　吸附劑可按孔徑大小、顆粒形狀、化學(xué)成分、表面極性等分類，如粗孔和細孔吸附劑，粉狀、粒狀、條狀吸附劑，碳質(zhì)和氧化物吸附劑，極性和非極性吸附劑等。

　　常用的吸附劑有以碳質(zhì)為原料的各種活性炭吸附劑和金屬、非金屬氧化物類吸附劑(如硅膠、氧化鋁、分子篩、天然黏土等)。

　　活性炭與其它吸附劑如硅膠、活性白土、沸石以及各種樹脂類吸附劑相比較時，具有許多特點。

　　(一)、屬于非極性吸附

　　活性碳是疏水性的非極性吸附劑，能選擇性地吸附非極性物質(zhì)，而對不飽和的含碳化合物，如含雙鍵或三鍵的化合物，選擇性吸附的能力小。

　　硅膠、礬土類吸附劑是極性(親水性)吸附劑，對極性分于的選擇性吸附能力大，即對不飽和的含碳化合物的吸附力大。例如，以活性炭和硅膠作為色譜柱，分離溶于石油醚溶液中的肉桂酸、硬脂酸和軟脂酸的混合物時，吸附的次序兩者恰好相反。

　　杜賓寧認為，在活性炭的吸附中，由于活性炭的非極性的性質(zhì)，只有范德華力中的彌散力的作用引起物理吸附。這種彌散力的產(chǎn)生是由于在任何分子(包括非極性分子)之間負電荷在電子云不同點上發(fā)生偶然的瞬時集聚而引起的。這特點使活性炭較適合于對有機化合物的吸附，特別是芳香族化合物。因此，活性炭吸附有如下規(guī)律：

　　1、對芳香族化合物的吸附優(yōu)于對非芳香族化合物的吸附，如對苯的吸附優(yōu)于對環(huán)己烷的吸附；

　　2、對帶有支鏈的烴類吸附，總是優(yōu)于對直鏈烴類的吸附；

　　3、對有機物中含有和不含有無機基團的吸附不一樣，凡含有無機基團的總是低于不含有無機基團的化合物。如對吡啶的吸附總是低于對苯的吸附;

　　4、對分子量大的和沸點高的化合物的吸附總是高于分子量小的和沸點低的化合物，等等。

　　(二)、比表面積大

　　活性炭的比表面積最大，而平均孔徑最小，說明活性炭主要是微孔。活性炭的比表面積不同，吸附性能也不同，一般比表面積大的，吸附能力也大，但是，比表面積相同的活性炭，吸附能力也可能有很大差別，這是由于活性炭的孔隙形狀和孔徑分布、表面化學(xué)性質(zhì)和灰分含量不同等原因所放。

　　(三)、有較發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)

　　活性炭具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，除活性炭分子篩以外，孔徑分布范圍較廣，因此，能吸附分子大小不同的各種物質(zhì)，但選擇性的吸附分離效果較差。吸附質(zhì)分子的大小與活性炭孔隙大小相對應(yīng)時有利于吸附。有人認為，當(dāng)活性炭的孔隙半徑比吸附質(zhì)分子的半徑大3-4倍時，最有利于吸附。液體分子一般比氣體分子大，一般過渡孔較發(fā)達的活性炭有利于液相吸附，例如，糖用炭適用于除去糖液個的大分子雜質(zhì)；微孔發(fā)達的活性炭適用于氣相吸附，對于低濃度的和低沸點的氣體和蒸汽的吸附能力也是很大的。

　　孔徑大小相近，比表面積相同的兩種活性炭，對分子雖相同的化合物進行吸附時，吸附能力往往不同，這可能與活性炭的孔隙形狀、表面性質(zhì)和活性炭與吸附質(zhì)的親合力有關(guān)。

　　(四)、活性炭的表面特性

　　由于活化條件不同，活件炭的表面性質(zhì)也有所不同。例如，在高溫下用水蒸汽活化制得的顆粒活性炭，表面多合堿性氧化物，而用氯化鋅法制得的活性炭，表面多合酸性氧化物。由于表面氧化物的性質(zhì)不同，吸附性質(zhì)也有差別。水蒸汽法活性炭對堿和碘的吸附能力比氯化鋅法活性炭小得多，對酸的吸附能力隨著活化溫度的提高而增大。

　　(五)、活性炭的催化性質(zhì)

　　活性炭作為接觸催化劑用于各種異構(gòu)化、聚合、氧化和鹵化反應(yīng)中。活性炭也用作其他催化劑的裁體。

　　活性炭的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及其它物質(zhì)，特別是灰分的作用。

　　活性炭在化學(xué)工業(yè)中更常用作為催化劑載體，即將有催化活性的物質(zhì)沉積在活性炭上，一起作為催化劑。這時，活性炭的作用并不限于被動的負載活化劑。由于活性炭有較大的比表面積以及它的孔隙結(jié)構(gòu)特性和表面化學(xué)性質(zhì)等，對催化劑的活性、選擇性和使用壽命都有重大影響，它具有一種助催化的作用。

　　(六)  性質(zhì)穩(wěn)定、容易再生

　　活性炭的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，能耐酸、堿，所以能在比較大的酸堿度范圍內(nèi)應(yīng)用；活性炭不溶于水和其它溶劑，所以能在水溶液和許多溶劑中使用；活性炭能經(jīng)受高溫和高壓的作用，以及由于它的催化活性，在有機會成中也常用作為催化劑或載體。

　　但是，在較強的氧化條件下，也容易發(fā)生氧化反應(yīng)，例如，氯化鋅法活性炭在與強氧化劑接觸時，能發(fā)生氧化分解作用；又如在高溫下活性炭與氧接觸時也能發(fā)生反應(yīng)。

　　活性炭經(jīng)使用失效時，可以用各種方法進行再生，使其恢復(fù)原來的吸附能力，再用于生產(chǎn)。活性炭一般能進行多次反復(fù)再生，如果在合適的條件下再生時，它的吸附性能不會顯著降低。