活性炭的吸附可分為物理吸附和化學吸附。在化學鍵力作用下產生的吸附為化學吸附。但是，只有在一定條件下才能發生化學吸附，如惰性氣體不能產生化學吸附。如果表面原子的價鍵已經和鄰近的原子形成飽和鍵也不能產生化學吸附。化學吸附時,化學鍵力起作用其作用力比范德瓦爾引力大得多,所以吸附位阱更深,作用距離更短。在產生化學吸附的過程中,氣體原子和表面原子之間產生電子的轉移。事實上,化學吸附過程通常并非發生在分子事先被離解的情況。常態氣體分子接近表面可首先進入物理吸附的位阱(平衡位置)。這時如果給它提供適當能量(例如,400—600℃高溫條件下,H2在W表面的化學吸附)越過位壘Ea,就能進入化學吸附的位阱。在清潔金屬表現上Ea很小,位阱的深度接近于吸附熱的數值。這一過程說明化學吸附和物理吸附可能同時進行的。物理吸附往往是化學吸附的預備階段。

    物理吸附與分子在表面上的凝聚現象相似,它是沒有選擇性的。由于吸附相分子與氣相分子間的范德瓦爾引力,因而可以形成多個吸附層。其吸附熱一般小于5kcalmol-1而化學吸附與化學反應相似,吸附作用具有一定的選擇性。只有在表面存在剩余價力的活性點處才產生化學吸附,即只限于吸附單分子層,化學吸附需要氣體分子在被吸附之前具有足夠大的能量,這一能量的低限Ea稱為吸附活化能。因此化學吸附通常需要在較高的溫度下才能進行。例如鋇吸附氧,當氧分子由自由空間運動到金屬表現時,在范德瓦爾引力作用下結合力較弱的O—O鍵,在表面金屬親和力作用下,容易離解為氧原子,由于氧原子2p層的外層電子沒有充滿,很容易從金屬內部獲得兩個價電子形成穩定的外層電子結構表面吸附就從物理吸附轉為穩定的化學吸附。

    物理吸附：

    活性炭的物理吸附主要發生在去除液相和氣相中雜質的過程中。由于活性炭的多孔結構提供了很大的比表面積，從而使其非常容易達到吸收雜質的目的。眾所周知，所有的分子之間都具有相互引力，而正是這個原因，活性炭孔壁上的大量的分子可以產生強大的引力，從而達到將介質中的雜質吸引到孔徑中的目的。但是，這些被吸附的雜質其分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑，這樣才能保證雜質被吸收到活性炭孔徑中。為此，我們不斷地改變原材料和活化條件來創造具有不同的孔徑結構的活性炭，從而適用于吸附各種雜質的應用中。

    化學吸附:

    活性炭的表面不僅發生物理吸附，化學反應也經常發生。活性炭不僅含碳，而且在其表面含有少量的化學結合、功能團形式的氧和氫，例如羧基、羥基、酚類、內脂類、醌類、醚類等。這些表面上含有地氧化物或絡合物可以與被吸附的物質發生化學反應，從而與被吸附物質結合聚集到活性炭的表面。目前認為，活性炭對重金屬離子的吸附機理主要是重金屬離子與活性炭表面的離子交換吸附，同時重金屬離子與活性炭表面的含氧官能團之間發生化學反應而吸附、金屬離子在活性炭表面沉積而發生的捕集物理吸附。然而有些學者認為活性炭對重金屬的吸附行為，可以用表面絡合吸附模式描述，活性炭顆粒表面各種含羥基的集團與溶液中離子的各種形式形成表面絡合而將其吸附。還有些學者認為活性炭對重金屬的吸附不僅僅是一個簡單的離子交換過程，活性炭上各種活性位點對重金屬的吸附也是一個重要的原因，同時金屬陽離子和活性炭表面的陰離子間的靜電引力也起了一定的作用。

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