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为什么活性炭具有很强的吸附性？

阅读次数：4541 发布时间：2018/8/1 14:57:39

，孔隙具有吸附势，靠碳分子与被吸附分子的引力（主要是范德瓦斯力）而形成的，孔径越小，吸附势越强。

第二，分子运动理论。

第三，碰撞分子的直径与活性炭孔隙直径要匹配，若分子直径大于孔隙直径，则分子碰活性炭时，进不了孔隙而被弹回到空中；若分子直径远小于孔隙直径，则分子即使碰到了孔隙，也有可能跑出来，孔径越大，跑出来的概率也越大，使吸附率越小；当分子直径略小于孔径时，分子碰到孔以后难于跑出来，即被吸附了。被吸附的分子数量多，表明其吸附能力越强。

活性炭在结构上有两大特点：

一是内部与表面孔隙发达。由孔隙直径大小分为三类：大孔（φ≥50nm），约占总孔容积的10～30％；微孔（φ≤2nm）约占总孔容积的60～90％；中孔又称过渡孔（2nm≤φ≤50nm），约占总孔容积的5～7％。孔隙平均直径约为1.5nm。

二是比表面积大。即1克活性炭粒子的表面积与所有孔隙面积的总和，一般活性炭为500M2/g 至1500㎡/g，国外的超级活性炭可达3000㎡/g（约为足球场面积）。孔隙结构越发达比表面积越大，其吸附功能越强。附几种有气体分子直径：由以上数据可知，只有孔隙直径大于0.45nm 而小于2.0nm 的微孔才能吸附有毒有害气体，而正好活性炭的这些微孔占总孔数的90％以上，所以对吸附这些有毒有害气体的效果而言，活性炭是*理想的。

贝士德仪器作为国内知名的物理吸附研发厂家，研制出了专门应用于活性炭比表面及孔径分析的设备；该设备配备了*基本的双套真空泵组，保证仪器分析和测试相互独立，另标配了涡轮分子泵来提升分析位的真空度，大大的提升了仪器测试微孔的能力；此设备还配备了双气体净化冷阱，保证测试精度的同时又提升了阀门及真空泵组的使用寿命，从而增强了产品的稳定性，提升了仪器的品质。（如下图）

微孔活性炭比表面及孔径测量仪测试原理

在低温（液氮浴）条件下，向样品管内通入一定量的吸附质气体（N2），通过控制样品管中的平衡压力直接测得吸附分压，通过气体状态方程得到该分压点的吸附量；

通过逐渐投入吸附质气体增大吸附平衡压力，得到吸附等温线；通过逐渐抽出吸附质气体降低吸附平衡压力，得到脱附等温线；相对动态法，无需载气（He），无需液氮杯反复升降；

由于待测样品是在固定容积的样品管中，吸附质相对动态法不流动，故叫静态容量法；

以比表面积1m2/g的样品为例，该样品0.5g对氮气的吸附量在BET分压范围内在标况下约0.1ml，在测试过程中的吸附环境液氮温度下的体积约0.03ml；样品管装样部分的剩余体积（也就是背景体积）约在3-5ml左右，要在3-5ml的样品管体积中准确定量出0.03ml的总吸附量且保证精度达到2%以内，可以算出要求压力传感器的精度要达到0.02%以上；但进口的压力传感器的精度只有0.1%，而且通常比表面及孔径分析仪用的压力传感器精度为0.15%，也就是说目前精度的压力传感器，即使温度场理想测定，液氮面理想恒定，环境温度理想准确条件下，对吸附量确定量的不确定度也只能达到0.003ml，即不确定度达到10%；若对于比表面再小或堆积密度小也就是装样量也难以很大的样品，其准确度就可想而知了。但对于中大比表面样品，一般吸附量不会那么微小，静态法的精度很容易保证在2%甚至1%以内便不是问题；