活性炭吸附塔吸附的應(yīng)用研究 

由于活性炭   的吸附性能，活性炭已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活的各個(gè)方面，活性炭是以木屑等含碳物為原料，經(jīng)碳化和活化制成。主要有粉狀和顆粒狀兩種，多孔，比表面積***，   發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，這都是活性炭******的吸附性能的自接原因。

　　目前活性炭吸附設(shè)備吸附的應(yīng)用有很多，如水處理、廢氣吸收、儲(chǔ)氫等方面。

　　一、活性炭吸附的一般性機(jī)理

　　1、物理結(jié)構(gòu)

　　活性炭的吸附性能主要是與其   的物理性質(zhì)有關(guān)。活性炭孔壁的總表面積一般高達(dá)500~1700㎡/g，與其他吸附材料相比，具有小微孔(半徑為<0.02nm)***別發(fā)達(dá)的***征，這也是活性炭吸附、吸附容量***的主要原因。其中小微孔決定了活性炭的總比表面積；過(guò)渡孔(半徑為0.02~1nm)起著重要的通道作用；***微孔(半徑為1~100nm)則是該吸附材料微觀(guān)體系的人口。

　　2、化學(xué)性能

　　活性炭的表面有豐富的官能團(tuán)，一般可分為含氧官能團(tuán)和含氮官能團(tuán)，這些官能團(tuán)賦子了活性炭   的化學(xué)性能，能與多種物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合。其中含氧官能團(tuán)主要有酚羚基、羧基、羰基、內(nèi)酯基、嘧啶等；含氮官能團(tuán)有酰胺、酰亞胺、乳胺基、類(lèi)毗咯基等。

　　二、活性炭吸附的應(yīng)用研究

　　1、活性炭吸附在水處理方面的應(yīng)用

　　活性炭吸附在水處理方面的應(yīng)用為廣泛。近年來(lái)，內(nèi)分泌干擾物的水環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注，***別是在作為飲用水源的地表水中也檢測(cè)到了***量的內(nèi)分泌干擾物質(zhì)(EDCs)，主要包括   的與合成的固醇類(lèi)、植物雌、殺蟲(chóng)劑、表面活性劑以及多氯聯(lián)苯等物等，活性炭對(duì)酚類(lèi)內(nèi)分泌干擾物的吸附能力受水中物與活性炭物化性質(zhì)的影響較***，通過(guò)   的改性處理獲得孔結(jié)構(gòu)與表面化學(xué)性質(zhì)均有利于去除水中污染物的活性炭，并將其用于給水的處理，對(duì)于提炭的吸附能力、使用壽命及出水水質(zhì)   都具有重要意義。河水污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，凈化河水也成為亟待解決的問(wèn)題。活性炭吸附在水處理上的應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟，具有的實(shí)用價(jià)值，但單單只靠運(yùn)用活性炭吸附來(lái)達(dá)到很***的效果已經(jīng)很難，這需要其他方法的配合使用。

　　2、活性炭吸附在廢氣吸收上的應(yīng)用

　　廢氣常見(jiàn)的也熟悉的是CO2，天上飛的，地上跑的，無(wú)一小在向***氣中排放著CO2，而煤等石化燃料的消耗是主要的原因，這也驅(qū)使研究者尋找一種的回收CO2的方法。而分離和回收CO2常用的方法是活性炭吸附法?；钚蕴孔鳛橐环N******的吸附分離材料，具有比表面積***、孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐酸耐堿等***點(diǎn)?；钚蕴?*****的吸附性能主要取決于其的孔結(jié)構(gòu)，由于存在***量的微孔和中孔，使活性炭具備高的比表面積和吸附容量。制備條件的小同使得活性炭孔結(jié)構(gòu)具有可調(diào)性。當(dāng)今工業(yè)的高速發(fā)展，必然會(huì)導(dǎo)致各種廢氣的排放量的增加。尤其是化工行業(yè)，比如涂料、樹(shù)脂、皮革、印刷等，會(huì)排放***量的廢氣，雖然治理廢氣，研究人員已經(jīng)有了一些卓有成效的控制技術(shù)，比如熱破壞法、冷凝法等。但吸附法的應(yīng)用為廣泛。又由于活性炭本身的***性，其又是常用的吸附劑。

　　3、活性炭吸附在儲(chǔ)氫上的應(yīng)用

　　氫具有高揮發(fā)性、   量，是能源載體和燃料，同時(shí)氫在工業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用。由于氫的廣闊的應(yīng)用前景，尋找一種儲(chǔ)氫方式也成為必然。

　　經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展與研究，目前儲(chǔ)氫方式主要有高壓儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、金屬化合物儲(chǔ)氫、物儲(chǔ)氫和吸附儲(chǔ)氫5種。目前用于H2吸附儲(chǔ)存的材料主要有：分子篩、碳納米管、活性炭纖維、石墨、納米碳纖維、活性炭。H2在分子篩與活性炭上的吸附性能的研究結(jié)果表明，活性炭吸附儲(chǔ)存H2的性能遠(yuǎn)***于分子篩吸附劑，且活性炭纖維吸附儲(chǔ)存H2的能力小如活性炭吸附劑?；钚蕴颗c碳納米管均表現(xiàn)出高的吸附儲(chǔ)存H2的能力。活性炭用作H2吸附劑的***點(diǎn)在于：吸附容量***、抗酸堿性能***、解吸容易、對(duì)少數(shù)雜質(zhì)氣體小敏感、熱溫性能***，在較高溫度下解吸   其晶體結(jié)構(gòu)小發(fā)生變化，經(jīng)多次吸附和解吸操作后仍能保持原有(重復(fù)使用性能***)。由于活性炭具有復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)及***比表面積，在低溫下表現(xiàn)出******的H2吸附***性，并受到人們高度重視。活性炭的比表面積、孔徑分布和表面性質(zhì)都會(huì)影響其吸附氫氣的能力，其中，比表面積是主要的影響因素。

　　三、活性炭吸附的應(yīng)用與研究展望

　　活性炭可以吸附水中眾多的金屬離子和物，但在   條件下對(duì)***定的物的吸附量很小?；钚蕴?*****的吸附性能源自于其巨***的表面積、發(fā)達(dá)的內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)和豐富的表面官能團(tuán)。從吸附模式上講，Langmuir和Freundlich模式對(duì)于金屬離子和物都是經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?duì)于金屬離子表面絡(luò)合模式   能表示變化條件下的吸附行為。但是所有的吸附模式都是***定條件下的模擬，小具備實(shí)際的物理意義，無(wú)法從本質(zhì)上反應(yīng)吸附過(guò)程?；钚蕴繉?duì)吸附質(zhì)的主要作用有：離子交換作用、靜電作用、擴(kuò)散力、供一受電子交換作用。pH通過(guò)改變吸附質(zhì)和活性炭表面官能團(tuán)的電離狀態(tài)而改變活性炭與吸附質(zhì)之間靜電作用的***小和性質(zhì)，使活性炭的吸附量增加或減少。當(dāng)給定活性炭的性質(zhì)、吸附質(zhì)的性質(zhì)和溶液條件可以通過(guò)現(xiàn)理對(duì)水溶的吸附行為進(jìn)行推測(cè)。目前對(duì)于動(dòng)態(tài)吸附模式和機(jī)理的研究相對(duì)缺乏，這方面應(yīng)進(jìn)行深入的研究，同時(shí)在NOM背景下的吸附研究也需進(jìn)一步展開(kāi)。以后的研究方向應(yīng)該是活性炭改性方面，性能******的改性活性炭將成為熱點(diǎn)。