石油化工廠對(duì)活性炭孔徑分布的吸附性能是由什么來(lái)決定的?
在回答這個(gè)問(wèn)題之前,讓我們先來(lái)了解一下什么是活性炭吸附?活性炭對(duì)物質(zhì)的吸附作用有兩種形式,分別是物理吸附和化學(xué)吸附;通常吸附質(zhì)在石油化工專用活性炭表面的吸附由兩種吸附共同作用,吸附性能由活性炭的孔隙物理機(jī)構(gòu)和表面化學(xué)性能決定。
石油化工專用活性炭孔隙結(jié)構(gòu)
根據(jù)(UPAC)提供的分析標(biāo)準(zhǔn),半徑r在0.35-2nm范圍內(nèi)的孔為微孔,半徑r在2nm-50nm范圍內(nèi)的孔為中孔(介孔),半徑r大于50nm的孔為大孔。不同孔徑的孔在吸附作用中起到的作用不同,大孔在活性炭材料中占得比例較小;中孔在吸附過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)毛細(xì)管凝聚現(xiàn)象,在吸附脫附等溫線中以“滯后環(huán)”的形式表現(xiàn);微孔在活性炭材料中所占比例大,影響整個(gè)吸附過(guò)程,對(duì)吸附量大小有決定性作用。
石油化工專用活性炭吸附質(zhì)分子大小與吸附劑孔徑大小存在以下4種吸附特點(diǎn):
⑴吸附質(zhì)分子尺寸遠(yuǎn)小于孔徑,吸附質(zhì)容易脫附,低濃度下吸附量小;
⑵吸附質(zhì)分子尺寸稍小與孔徑,吸附容易產(chǎn)生毛細(xì)管凝聚,吸附量大;
⑶吸附質(zhì)分子尺寸等于孔徑,孔隙對(duì)吸附質(zhì)分子的捕捉能力強(qiáng);
⑷吸附質(zhì)分子尺寸大于孔徑,由于分子篩作用,大于孔隙固沒(méi)有吸附作用。
故對(duì)于不同材料及孔隙類型應(yīng)選擇適宜的吸附質(zhì)進(jìn)行分析。
石油化工專用活性炭材料孔徑測(cè)試過(guò)程中的表征:
對(duì)于活性炭材料而言其比表面積大,吸附量相當(dāng)高,在測(cè)試過(guò)程中隨著壓力的上升期吸附量會(huì)迅速升高,尤其是在P/P0在小于0.1時(shí),當(dāng)P/P0高于0.1后隨著壓力的上升吸附量仍會(huì)持續(xù)增加,但上升趨勢(shì)會(huì)減緩,并在較高壓力區(qū)間形成“滯后環(huán)”,滯后環(huán)的形成由活性炭材料中豐富的介孔造成,即在這一區(qū)間的吸附產(chǎn)生了毛細(xì)管凝聚。在石油化工活性炭的選擇類型中,要根據(jù)石油中所吸附質(zhì)分子尺寸的大小來(lái)選擇合理的活性炭孔徑,才能起到很好的效果。
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