活性炭是一種非極性吸附劑。外觀為深黑色，有顆粒狀和粉狀活性炭兩種。近年來，開發(fā)了球形活性炭、浸漬活性炭和聚合物涂層活性炭等新型活性炭。粉狀活性炭的主要成分除了碳以外，還有少量的氧、氫、硫等元素，還有水分和灰分。具有巨大的比表面積(通常高達(dá)500~1700m2/g)和特別發(fā)達(dá)的微孔，良好的吸附性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，能承受水浸、高溫高壓，不易破碎。
粉狀活性炭對水中溶質(zhì)分子的吸附是一個復(fù)雜的過程，是多種力共同作用的結(jié)果，包括離子引力、范德華力、化學(xué)混合力。根據(jù)吸附的雙速率擴(kuò)散理論，吸附是由快速擴(kuò)散和慢速擴(kuò)散兩個階段組成的雙速率過程。幾個小時即可完成快速擴(kuò)散，發(fā)揮活性炭60%-80%的吸附能力。快速擴(kuò)散是溶質(zhì)分子在阻力較小的大孔隙中擴(kuò)散的過程，這些大孔隙沿碳顆粒的徑向均勻分布。這些大孔產(chǎn)生徑向擴(kuò)散阻力。當(dāng)分子進(jìn)一步從大孔擴(kuò)散到與大孔相通的微孔中時，由于孔徑窄造成的阻力大，速度極慢。微孔均勻地分布在碳顆粒中，但它們不構(gòu)成徑向擴(kuò)散阻力。影響粉狀活性炭吸附的因素涉及溶質(zhì)分子極性、分子量和空間結(jié)構(gòu)，取決于水質(zhì)特性。活性炭對不同的物質(zhì)分子有選擇性吸附。
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