活性炭各类孔隙在吸附过程中的作用

活性炭各类孔隙在吸附过程中的作用

（1）大孔

大孔的直径（或宽度）的下限为50nm，上限可达1x10nm，在这样大的曲率半径孔隙的表面上吸附，和在平面上吸附没有两样，即由单分子层到多分子层的吸附。大孔孔容积一般为0.30～0.35cm／g，比表面积一般为0.5～2㎡／g，如此小的比表面积对吸附贡献甚小，可以忽略不计。但大孔在吸附过程中起输送通道作用。被吸附的分子只有通过大孔，才能进入中孔，经过中孔，才能进入微孔而被吸附。因此大孔又被称为输送孔。这里还要着重指出，在有机蒸气吸附过程中，甚至于吸附已饱和的状态下，大孔容积也不能被充填。

（2）过渡孔

在吸附过程中，被吸附的有机蒸气分子是经过大孔、中孔扩散到微孔中，被微孔吸附，进入活性炭的颗粒内部。因此大孔和过渡孔均称为输送孔，不过过渡孔起着更细一 级的输送作用。当微孔吸附达到饱和时，过渡孔孔壁上已经形成吸附膜，在吸附膜的自由空间内，被吸附的有机蒸气形成弯月面，这时毛细凝聚开始，在此情况下有时又将过渡孔称为毛细孔。另外我们更应该清楚地知道，过渡孔不仅仅是起输送作用，它的比表面也是添加催化剂的主要场所。所以说活性炭是吸附剂又是优良的催化剂载体。

（3）微孔

活性炭的比表面积90％以上是由微孔提供的，对气体或蒸气的吸附也主要靠这种孔，正因为这样，又把微孔称为吸附孔。气体或蒸气在微孔中的吸附不同于在大孔、过渡孔或无孔吸附剂表面上的吸附。其主要特点是在微孔的整个容积中存在着吸附力场的叠加，或称为场的叠加效应。被吸附的蒸气分子进入微孔后，将受到孔周壁吸附力的同时作用，所受到的合力远大于吸附剂的其他孔表面对蒸气分子的吸引力。至于这个分子吸附到哪一个位置上，就看哪里的力场zui强面定。气体或蒸气分子在微孔中吸附，不是首先在孔壁上形成吸附层，而是被吸附的燕分子在微孔中充填。原因是这种孔的大小和被吸附的蒸气分子同属于一个数量级，因此，社比宁认为，对于微孔吸附面言，微孔的比表面积已失去它的物理意义，同时社比宁在研究活性对蒸气吸附时还发现，被吸附蒸气的体积远远超过活性炭微孔的容积所容纳的体积，这是因为蒸气分子在吸附力的作用下缩短了分子间的距离，而被压缩成液态所致。