物质（活性炭）的吸附类型-物理吸附 化学吸附

在多数类型的水和废水处理实践中，有两种主要的驱动力促使溶质从溶液中吸附到固相上。第一驱动力与溶质的疏液性有关。影响吸附强度的最主要因素是可溶物的溶解性。亲水性越强的物质越倾向于留在水中，这些物质很难被吸附。对应的，疏水性物质则易于被吸附。某些复杂的有机污染物，如腐殖酸，既有亲水基团又有疏水基团，因此，分子的疏水部分被吸附，而亲水部分则更倾向于留在水相中。吸附的第二驱动力是固体与溶质之间的吸引力，这种吸引力是由溶质与固体间的电荷引力产生的。这种类型的吸附是由范德华力或是与吸附剂的化学作用而产生的，这些作用力的结果取决于溶质对特定固体的强吸引力。

由范德华力引起的吸附通常称为物理吸附，它是一个表面自由能降低的自发过程，物理吸附不依赖于吸附质和吸附剂分子的电性能。物理吸附不发生电荷转换。依靠较弱的范德华力将吸附质固定在表面。在物理吸附中可能形成多种吸收热相近的界面，温度在150℃以下时，物理吸附显著，并具有相对低的吸附能，最多只有几大卡每摩尔（1大卡≈4185.85焦，下同）。因此，这是一个可逆的过程，在接近可吸附物临界温度的低温下即可发生。与化学吸附相比，物理吸附中吸附质对特殊位点的黏附强度略弱。因此，物理吸附的分子可在界面内自由移动

化学吸附中，吸附质与吸附剂发生化学反应。化学吸附中发生特殊表面位点与溶质分子间的电子交换，生成新的化学键。化学吸附中的吸附质不能在表面及界面内自由移动。化学吸附以高吸附能为主要特征（几十大卡每摩尔），因为可吸附物需要在吸附剂的活性中心形成较强的定位键。与物理吸附相比，化学吸附在高温下更为显著，因为化学反应在较高温度下，反应进程更快。通常情况下，只有单一分子层可被化学吸附［5.9］。表2.3列出了物理吸附与化学吸附的对比。

两种形式的吸附常常相互作用。对有机分子的吸附涉及较大范围的化学键能，较低的能量通常与物理吸附相关，而较高的能量与化学吸附相关。然而，通常情况下很难区分物理吸附和化学吸附。