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活性炭纖維吸附原理

活性炭纖維吸附的原理離不開其制備過程,活性炭纖維的制備過程:將碳質材料用過熱蒸汽、氨或空氣共同高溫加熱,或將未炭化的原料用氯化鋅、氯化銨、硫酸、磷等浸漬后,再灼燒活化而得。在活化過程中,基本微晶之間清除了各種含碳化合物和無序碳,而且也從基本微晶的石墨層中除去了一部分碳,這樣產生的孔隙叫做孔隙。適宜的活化過程能導致大量孔隙的形成,因此擴大了孔壁的總表面積,這是活性炭纖維具有很大吸附能力的主要原因。活性炭纖維的吸附活性炭纖維吸附的特性不但取決于其孔隙結構,而且取決于其表面化學性質——表面的化學官能團、表面雜原子和化合物。不同的表面官能團、雜原子和化合物對不同的吸附質有明顯的吸附差別。在活化過程中,活性炭纖維的表面形成大量的羥基、羧基、酚基等含氧表面絡合物,不同種類的含氧基團是活性炭纖維上的主要活性位,它們能使活性炭纖維的表面呈現微弱的酸性、堿性、氧化性、還原性、親水性和疏水性等。這些構成了活性炭纖維性能的多樣性,同時影響活性炭纖維與活性組分的結合能力。一般而言,活性炭纖維表面含氧官能團中的酸性化合物越豐富,吸附極性化合物的效率越高;而堿性化合物較多的活性炭纖維易吸附極性較弱的或非極性的物質。目前,為增強活性炭纖維的吸附能力,常常對其進行改性處理。通過化學氧化、還原以及負載等改性方法可使活性炭纖維表面的化學性質發生改變,增加酸、堿基團的相對含量可選擇吸附極性不同的物質,或通過增加特定的表面雜原子或化合物來增強對特定吸附質的吸附。


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