活性炭的吸附和解吸原理

1、依赖于其独特的孔隙结构

活性炭是一种微晶碳材料，主要由含碳材料制成，具有黑色外观和发达的内部孔结构。、具有较大的比表面积和较强的吸附能力、。在活性炭材料中肉眼看不到大量微孔。 1克活性炭材料中的微孔可以扩展到800-1500平方米的表面积，并且特殊用途更高。即，在米粒度活性炭颗粒中，微孔的内表面积可以对应于起居室区域的尺寸。正是这些高度发达的孔结构使活性炭具有优异的吸附性能。
2、分子之间的相互作用

也被称为“凡德瓦引力”。虽然分子运动速度受温度和材料的影响，但它总是在微环境中不停运动。由于分子之间的相互吸引，当分子被活性炭的内部孔捕获到活性炭的孔中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到添满活性炭内孔隙为止。

几种脱附活性炭的方法
（1）升温脱附。随着温度的升高，物质的吸附量减少，吸附剂的温度上升，使吸附的成分脱附下来。该方法也称为变温脱附，整个过程中的温度是周期变化的。微波脱附是一种通过升温脱附改善的技术。微波脱附技术已应用于气体分离、干燥和空气净化和废水处理。在实践中，该方法也是 常用的脱附方法。
（2）减压脱附。随着压力增加，物质的吸附量增加。在较高压力下吸附，降低压力或抽真空可使再生吸附剂再生。这种方法也称为变压吸附。该方法通常用于气体脱附。
（3）冲洗脱附。用未吸附的气体（液体）冲洗吸附剂，并使吸附的组分脱附。使用这种方法不可避免地引起冲洗剂与吸附组分混合的问题，并且必须通过其它方法将它们分离，因此该方法具有多次分离的不便。
（4）置换脱附。通过用比吸附组分吸附力更强的物质替换吸收的组分来进行置换脱附。结果是被置换的材料被吸附在吸附剂上并且必须通过其他方式分离。例如，活性炭对Ca2 +、C1-具有一定的吸附能力，这些离子占据活性吸附中心，这会对活性炭上无机元素或有机物质的吸附产生不利影响。因此，在使用活性炭吸附待分离溶液中的物质后，使用CaCl2作为脱附剂以降低活性炭对吸附物的吸附稳定性，从而达到降低脱附活化能的目的。

（5）磁化脱附。由于单分子水的性质比簇中的水分子活性高得多，因此可以充分发挥其偶极特性，从而增加水的极性。预磁处理可以增加水的极性，这充分说明了预磁处理后活性炭的吸附能力的降低。当磁场强度增加时，分离的水分子越多，阻碍效应越大，吸附能力越大。活性炭本身是非极性物质。活性炭表面由于活化而具有氧化物质，吸附剂在潮湿空气条件下活化，这使得活性炭的表面氧化物质以酸性氧化物为主，因此活性炭具有极性，能够吸附极性较高的物质。由于这些极性基团倾向于吸附极性水，因此吸附剂吸附水溶液中的非极性物质。该方法通常用于溶液中吸附物的脱附。

（6）超声波脱附。超声波（场）通过产生协同效应改变吸附阶段的平衡关系。在超声波（场）作用下将第三组分加入吸附系统后，系统的相平衡关系比固相吸附量减少的程度更大。正常条件下的吸附系统。根据超声波的作用原理，因为第三组分改变了流体相的极性，增加了空化核的表面张力，并导致微小的气体核被压缩，缩短了塌缩和闭​​合循环。 导致更强的超声空化。因此，在将物质吸附到待被活性炭分离的溶液中之后，超声波（场）的协同效应可用于改变吸附阶段的平衡关系，以及活性炭对活性炭的吸附稳定性。可以减少吸附物，从而达到降低脱附化能的目的。
通过活性炭吸附进行的脱氮是一种通过使用活性炭作为吸附剂从废气中吸附和除去NOX的技术。活性炭可以吸附NO2，促进NO氧化成NO2。特定种类的活性炭还可以将NOX还原为N2。活性炭可以用碱液定期再生。 NOX尾气中的氮含量有利于吸附；水的存在也有利于吸附，当湿度大于50％时效果更显着。活性炭吸附方法可以同时解吸废气中的硫氧化物。在300℃或更高温度下的活性炭具有自燃的可能性，这导致吸附和再生困难，并限制其应用。

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