活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍
水中三种典型含氮有机物的活性炭吸附特性研究
给水排水 Ｖｏｌ．３７ 增刊 ２０１１５５ 水中三种典型含氮有机物的活性炭吸附特性研究沈开源 徐 斌 夏圣骥 李 伟 高乃云 覃 操（同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，长江水环境教育部重点实验室，上海 ２０００９２） 摘要 利用三种类型活性炭（粉末炭ＰＡＣ、活性炭纤维ＡＣＦ、颗粒活性炭ＧＡＣ），对三种典型含氮有机物（色氨酸、腺嘌呤和三聚氰胺）的吸附容量和吸附速率开展了研究。
研究表明：ＰＡＣ与ＡＣＦ对色氨酸具有较高的吸附容量，吸附等温线符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型，拟二级动力学模型能够很好反应吸附速率变化；ＧＡＣ吸附色氨酸等温线符合ＢＥＴ模型，其吸附速率变化符合内扩散模型。
ＡＣＦ与ＧＡＣ对腺嘌呤均具有较高的吸附容量，其吸附等温线符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型，拟二级动力学能较好地反应了吸附速率的变化；而ＰＡＣ对腺嘌呤的吸附更符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型，吸附速率变化同样符合拟二级模型。
三种活性炭对三聚氰胺的吸附均大致符合ＢＥＴ模型，在低于液相饱和浓度条件下，三种炭的三聚氰胺吸附容量均较小，三种炭吸附三聚氰胺速率的变化都符合拟二级动力学模型。
关键词 色氨酸 腺嘌呤 三聚氰胺 吸附等温线 吸附速率Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎｓＳｈｅｎ Ｋａｉｙｕａｎ，Ｘｕ Ｂｉｎ，Ｘｉａ Ｓｈｅｎｇｊｉ，Ｌｉ Ｗｅｉ，Ｇａｏ Ｎａｉｙｕｎ，Ｑｉｎ Ｃａｏ（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｕｓｅ，Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ａｑｕａｔｉｃ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ（ｃａｒｂｏｎ ｐｏｗｄｅｒ ＰＡＣ，ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒ ＡＣＦ，ｇｒａｎｕｌａｒ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ＧＡＣ）ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｌ－ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ，ａｄｅｎｉｎｅ ａｎｄ ｍｅｌａｍｉｎｅ．ＰＡＣ ａｎｄ ＡＣＦ ｓｈｏｗｓ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ａ ｈｉｇｈ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎａｎｄ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ ｃｏｎｆｏｒｍ ｔｏ ｗｉｔｈ Ｌａｎｇｍｕｉｒ ｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅ ｐｓｅｕｄｏ－ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒ ｅｑｕａｔｉｏｎｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｆｉｔｔｉｎｇ ｆｏｒ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｉｎ ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂｙ ＰＡＣ ａｎｄ ＡＣＦ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｓｏｔｈｅｒｍ ａｎｄ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ＧＡＣ ａｃｃｏｒｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＢＥＴ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅｉｎｔｒａｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＡＣＦ ａｎｄ ＧＡＣ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈｅｒ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｆｏｒａｄｅｎｉｎｅ ａｓ ｗｅｌｌ，Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｄａｔａ ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎｓ ｗｅｒｅ ｂｅｓｔｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｐｓｅｕｄｏ－ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｅｄ．Ｕｎｌｉｋｅ ＧＡＣ ａｎｄ ＡＣＦ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｓｏｔｈｅｒｍ ｏｆ ＰＡＣ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ Ｌａｎｇｍｕｉｒ ｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅｌａｙｅｒ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｄｅｎｉｎｅ．Ｍｅｌａｍｉｎｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｎ ａｌｌ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎｓ ｓｈｏｗｓ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗｃａｐａｃｉｔｙ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｕｎｄｅｒ ｌｏｗ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｗａｔｅｒ．Ｄｕｅ ｔｏ ｍｕｌｔｉｐｌｙ ｌａｙｅｒｓ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ ｏｆ ｍｅｌａｍｉｎｅ ａｒｅ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ＢＥＴ ｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆ ｍｅｌａｍｉｎｅ ｏｎ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎｓ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｓｅｕｄｏ－ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｓ ｗｅｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ；Ａｄｅｎｉｎｅ；Ｍｅｌａｍｉｎｅ；Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ；Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒａｔｅ国家高技术研究发展计划（８６３计划）项目（２００８ＡＡ０６Ｚ３０２）；国家自然科学基金资助项目（５１０７８２８０，５０８０８１３４）；上海市青年科技启明星计划项目（１１ＱＡ１４０７０００）。
活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用
活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用概述：活性炭是一种具有高度多孔结构和巨大比表面积的吸附剂，广泛用于水处理领域。
本文将介绍活性炭的吸附机理，并详细讨论其在水处理方面的应用。
第一部分：吸附机理1. 活性炭的结构和性质活性炭是一种碳质材料，其独特的结构和性质使其具有良好的吸附能力。
活性炭通常由煤炭、木材等原料经过活化制得，具有高度多孔结构和巨大比表面积。
这些孔道和表面可提供大量的吸附位点，能够将溶质从水中去除。
2. 吸附机理活性炭的吸附机理涉及物理吸附和化学吸附两个过程。
物理吸附是通过静电力、范德华力和亲疏水性等力，将溶质吸附在活性炭表面或孔道上。
化学吸附则是通过活性炭表面的化学反应，使溶质与活性炭形成化学键。
这两种吸附机制共同作用，使得活性炭对多种污染物具有高效的吸附能力。
第二部分：活性炭在水处理中的应用1. 活性炭对有机物的吸附活性炭对有机物的吸附能力较强，可用于去除水中的有机污染物。
有机物分子往往含有芳香环、功能团等结构，这些结构与活性炭表面产生相互作用力，使有机物分子与活性炭形成吸附层，从而有效去除水中的有机污染物。
2. 活性炭对重金属的吸附活性炭对重金属离子的吸附也较为有效，可用于去除水中的重金属污染物。
重金属离子常呈阳离子形式存在于水中，而活性炭具有一定的负电性，能够与重金属离子发生静电吸附。
此外，活性炭中的表面官能团也能与重金属形成化学键，进一步增强吸附能力。
3. 活性炭对微污染物的吸附活性炭对水中的微污染物，如农药残留、药物和个人护理产品中的物质等，也有良好的吸附能力。
这些微污染物由于其量低浓度高和稳定性差的特点，对水质构成了较大的威胁。
活性炭的高比表面积和多孔结构为吸附这些微污染物提供了良好的条件。
第三部分：活性炭水处理技术的发展和挑战1. 发展趋势随着水污染问题日益严重，活性炭在水处理领域的应用得到了广泛关注和应用。
新型活性炭材料的开发，如改性活性炭、纳米活性炭等，将进一步提高吸附效率和性能。
分析活性炭性能及操作技术
分析活性炭性能及操作技术活性炭有高效空气净化功能，活性炭可以营造舒适清净环境，活性炭更呵护人体健康，活性碳是看不到的空气过滤网，活性炭是以其物理吸附和化学分解相结合的功能，分解空气中的甲醛、氨、苯、香烟、油烟等有害气体及各种异味，尤其是致癌的芳香类物质，活性碳具有极强的吸附力量,是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体，很简单与空气中的有害气体充分接触，活性碳利用自身孔隙吸附将有害气体分子吸入孔内，吹出清爽洁净的空气。
所以家庭的合作伙伴离不开活性炭。
煤质粉状活性炭介绍：可以依据用户要求制成不同吸附性能、不同脱色力量、不同细度的等级活性炭。
粉状活性炭吸附速度极快，具有絮凝效应和助滤效应。
使用单位的建设投入少，运转费用低，因而在自来水厂、污水处理厂倍受青睐。
在食品、医药、脱色、结晶、过滤、物质提纯等领域具有广泛用途。
也是活性炭滤毡，活性炭泡沫塑料的主要材料。
活性炭是一种多孔径的炭化物，有极丰富的孔隙构造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用藉物理及化学的吸咐力而成的,其外观色泽呈黑色。
其成份除了主要的炭以外，还包含了少量的氢、氮、氧，其结构则形状似以一个六边形，由于不规章的六边形结构，确定了其多也体枳及高表面积的特点，每克的活性炭所具的有比表面相当于1000个平方米之多。
粉状活性炭：该产品以优质果壳和木屑为原料，经特别生产工艺精制而成。
有物理法和化学法两种。
外观为黑色微小粉末，无臭，无味，在一般溶液中均不溶解。
具有比表面积大，吸附力强，纯度高，滤速快，质理稳定等特点。
适用于制糖，制药，饮料和有机溶剂的脱色，除杂，精制和提纯，并在水质净化，污水处理方面广泛应用。
粉状活性炭的特点：活性炭的主要成分是碳，含碳量约90%，通常是用各种植物碎料(木屑、椰壳及蔗渣等)或适当的煤或木炭为原料，经过特别的加工处理制成。
活性炭的内部有许多极微细的孔隙。
孔隙的直径很小，故总表面积很大，有很强的吸附力量。
因原料和制造方法的不同，活性炭的品种相当多，分别适用于不同的用途。
功能化磁性活性炭的制备及其吸附性能的研究
功能化磁性活性炭的制备及其吸附性能的研究功能化磁性活性炭的制备及其吸附性能的研究引言：活性炭因其良好的吸附性能在环境治理和水处理等领域得到了广泛应用。
然而，传统的活性炭在吸附后难以从溶液中快速、有效地分离和回收，且存在容易堵塞过滤器的问题。
因此，将活性炭与磁性材料结合，制备功能化磁性活性炭，成为一种具有应用潜力的新型吸附材料。
本文将探讨功能化磁性活性炭的制备方法，并研究其吸附性能。
一、功能化磁性活性炭的制备方法1. 活性炭的制备活性炭是以天然或合成有机物为原料，通过一系列的炭化、活化等工艺制备而成的多孔有机高分子材料。
传统活性炭的制备方法有物理法、化学法和物理-化学法等。
在此基础上，通过将活性炭与磁性材料结合，制备功能化磁性活性炭。
2. 磁性材料的引入在活性炭的制备过程中，可以引入一定量的磁性材料，如铁磁性氧化物（如Fe3O4）、嵌段磁性复合材料等。
磁性材料的引入使得活性炭具备了磁响应性，从而实现了磁性分离和回收。
3. 表面功能化改性为了提高功能化磁性活性炭的吸附性能，可以对其表面进行功能化改性。
常用的改性方法包括化学修饰、负载功能材料等。
这些改性手段可以增加活性炭的吸附位点，提高吸附效果。
二、功能化磁性活性炭的吸附性能研究1. 吸附性能测试在实验室条件下，通过批量吸附实验来测试功能化磁性活性炭的吸附性能。
选择不同类型的污染物模拟溶液，测定吸附剂对其的吸附量和吸附速率等指标。
考察参数包括溶液初始浓度、吸附时间、pH值等。
2. 吸附机理研究通过对吸附剂表面的功能基团、孔结构和比表面积等进行表征，研究其与目标污染物的相互作用机理。
以及通过实验参数的变化确定吸附过程中的控制步骤。
例如，通过Langmuir和Freundlich等模型拟合实验数据，分析吸附过程的等温性质和吸附容量等特征。
3. 模型预测和应用展望通过对实验数据的分析，建立数学模型对吸附性能进行预测。
然后将该模型应用到实际水处理或废水处理中，优化吸附剂的操作参数以提高吸附效果。
活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍
活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍活性炭是一种具有高度孔隙结构的吸附材料，在工业和生活中被广泛应用于水处理、空气净化、废气治理以及食品和药品加工等领域。
其优异的吸附性能使其成为有效去除有机物污染物的选择。
本文将探讨活性炭的吸附性能以及其在有机物吸附方面的应用。
一、活性炭的吸附性能1. 孔隙结构活性炭具有丰富的微孔、介孔和大孔结构，提供了较大的比表面积和孔容，因此具备良好的吸附能力。
微孔通常具有直径小于2纳米的孔隙，能吸附小分子有机物，而介孔和大孔可吸附大分子有机物。
2. 表面化学性质活性炭表面通常富含官能团，如羟基、醚基和酰基等，这些官能团对有机物的吸附起到重要作用。
例如，氨基活性炭对含有酸性基团的有机物具有很好的吸附能力。
3. pH值影响pH值对活性炭的吸附性能有一定影响。
在酸性条件下，活性炭的表面通常带有正电荷，对带有负电荷的有机物具有较好的吸附性能。
而在碱性条件下，活性炭的表面带有负电荷，对带有正电荷的有机物较为吸附。
二、活性炭对有机物的吸附应用活性炭广泛用于水处理领域，尤其是饮用水净化和废水处理。
活性炭能有效吸附有机物、重金属离子和微生物等水污染物，提高水质。
通过调整活性炭的孔径和表面官能团，可实现对特定有机物的选择性吸附，达到加工要求。
2. 空气净化活性炭在空气净化中用于去除有害气体、异味和有机污染物。
例如，在室内装修过程中产生的甲醛和苯等挥发性有机物可被活性炭吸附，达到持久净化的效果。
活性炭过滤器也常用于车内空气净化，有效吸附尾气中的有机污染物。
3. 食品和药品加工活性炭在食品和药品加工过程中，用于去除色素、有害气体和异味等有机物。
例如，在酿酒过程中，活性炭可吸附蛋白质和色素，提高酒类的质量。
在药品制造中，活性炭可用于去除杂质、有毒物质和残留溶剂。
三、活性炭的应用前景活性炭作为一种环保、高效的吸附材料，具有广阔的应用前景。
随着环境污染和水资源短缺的问题日益突出，活性炭在水处理、空气净化和废气治理领域的需求将持续增长。
活性炭的作用及相关知识介绍
活性炭的作用及相关知识介绍活性炭是一种经过特殊处理制成的一种多孔性吸附材料。
其原理是利用其丰富的孔道和表面积，吸附各种有机物质和气体，在环境保护、食品饮料、医药卫生等多个领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍活性炭的定义和原理、分类、制备过程、应用领域、优缺点以及发展前景。
一、活性炭的定义和原理活性炭是指经过特殊处理制成的一种多孔性吸附材料。
由于其材料孔径范围广、比表面积大、孔隙结构具有多尺度特性等独特性质，使得其在各类有机化学反应和环境污染物治理中得到广泛应用。
活性炭具有吸附，催化，电导等多种性质，可分为吸附型、催化型、电导型等多种类型。
活性炭的原理是利用其丰富的孔道和表面积，吸附各种有机物质和气体。
清洗后的活性炭表面存在着大量的分子间空隙，能够大量吸附、储存及释放细胞壁和宿主细胞内的低分子化合物。
同时，具有强烈的亲水性，使得其在使用过程中与许多接触物质具有良好的亲和性。
二、活性炭的分类根据制备方法和用途不同，活性炭可分为吸附型、催化型、电导型等多种类型，具有不同的物理化学性质和应用范围。
1.吸附型活性炭吸附型活性炭是指利用各种原料，通过炭化和活化等基本工艺制成的多孔性物质。
其吸附能力在净化处理、保护环境、去除恶臭等方面有着广泛的应用。
此外，吸附型活性炭还包括高中温气体吸附型、样品萃取型、富锐型等不同种类。
2.催化型活性炭催化型活性炭是指采用酸碱状构、络合条件等方法制得的活性炭。
它可以利用活性炭上的原子、分子活性中心，对特定反应体系进行催化作用，具有一定的催化作用。
催化型活性炭包括酸硅炭、磷硅炭等不同种类。
3.电导型活性炭电导型活性炭是指共聚单体、聚合物等材料通过电解反应制成的具有电导性的活性炭。
此类活性炭可用于柔性电子器件、传感器等领域。
三、活性炭的制备过程活性炭制备的关键步骤包括原材料选择、炭化和活化等多个阶段，不同的制备方法可产生不同孔径大小和吸附性能的活性炭。
1.原材料选择在制备活性炭的过程中，一般采用木质、树木或在高温下加热的生物质等为主要原材料。
活性碳纤维的特性
活性碳纤维的特性1)吸附量大活性碳纤维对有机气体及恶臭物质（如正丁基硫醇等）的吸附量比粒状活性炭（GAC ）大几倍至十几倍。
对无机气体也有较好的吸附能力。
对水溶液中的无机物、染料、有机物及贵金属的吸附量比GAC 高5—6倍。
对微生物及细菌也有很好的吸附能力（如对大肠杆菌的吸附率可达94—99%）。
对低浓度吸附质的吸附能力特别优良。
如对于吸附质的浓度在几ppm 级时仍可保持很好的吸附量，而GAC 等吸附材料往往在几十ppm浓度时才有良好的吸附能力。
2)吸附速度快对于从气相中吸附气态污染物的吸附速度非常快，对液体的吸附也可很快达到吸附平衡，其吸附速率比GAC 高数十倍至数百倍。
3)再生容易，脱附速度快在多次吸附和脱附过程中，仍能保持原有的吸附性能。
如用120-150℃蒸汽或热空气再生处理ACF 10-30分钟即可达到完全脱附。
4)耐热性好在惰性气体中可耐高温1000℃以上，在空气中的着火点高达500℃以上。
5)耐酸、耐碱，具有较好的导电性能和化学稳定性。
6)灰份少。
7)成型性好，易加工成毡、丝、布、纸等形态。
活性碳纤维的介绍一般传统上所使用的活性炭可分为粉末状活性炭（AC）和颗粒状活性炭(GAC)，上世纪六十年美、日、俄等国家相继研发出第三种形态的活性炭称为活性碳纤维（Activated Carbon Fibers,/ACF）。
国内在七十年代末八十年初,也研发出活性碳纤维。
因为活性炭纤维其表面遍布微孔，以及可经二次加工，成为不同形态的毡及布状的材料，与传统的颗粒炭相比，具有较快的吸附、脱附的速度和更便利的操作维护等优点活性碳纤维（以下简称ACF）的诞生在整个环保产业是一场革命。
ACF是以粘胶基纤维为原料，经高温碳化、活化后制成的纤维状新型吸附材料，与社会上公认的比较好的吸附材料颗粒状活性炭相比，ACF具有以下显著的的特点：（一）、比表面积大，有效吸附量高。
由于同样重量的纤维的表面积是颗粒的近百倍，所以需要填充的活性碳纤维的重量非常小，然而吸附效率却非常高，根据所处理废气的有机气体含量和其它物理特性的不同，吸附效率在85％至98％之间，多级吸附工艺可以达到99.99％,远远高于活性碳颗粒吸附法的最高吸附率88％，而且体积及总重量也都很小。
活性炭知识
活性炭知识一、简介活性炭是一种多孔的含碳性物质，包含有发达的孔隙结构，是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。
它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。
广泛应用于水处理、气体的分离精制、冰箱的除臭、金属的提取、军事防护和环境保护等各个领域。
二、活性碳的物理、化学性质1、物理特性：活性炭是一种多孔径的炭化物，有极丰富的孔隙构造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用藉物理及化学的吸咐力而成的,其外观色泽呈黑色。
其成份除了主要的炭以外，还包含了少量的氢、氮、氧，其结构则外形似以一个六边形，由于不规则的六边形结构，确定了其多体积及高表面积的特点，每克的活性炭所具的有比表面相当于1000个平方米之多。
-2、活性炭化学性质稳定，能耐酸、碱，耐高温高压，因此适应性很广。
三、活性炭的吸附原理吸附原理是在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内。
四、活性碳的制备1、制备原料：活性炭可由许多种含炭物质制成，几乎所有含碳材料都可用来制备活性炭，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。
其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。
很适用于气体活化法的原料是木炭、坚果壳炭、褐煤或泥炭制得的焦炭。
2、制备方法：活性炭的制造基本上分为炭化和活化两过程：第一过程，炭化，将原料加热，在170至600℃的温度下干燥，并使原有的有机物大约80％炭化。
第二过程是使炭化物活化，将第一步已炭化好的炭化料送入反应炉中，与活化剂和水蒸气反应，完成其活化过程，制成成品。
在吸热反应过程中，主要产生CO及H2组合气体，用以将炭化料加热至适当温度（800至1000℃），除去其中所有可分解的物质，产生丰富的孔隙结构及巨大的比表面积，使活性炭具有很强的吸附能力。
活性炭的吸附性能
在应用吸附法处理水时，通常水中不是含有单 一的污染物质，而是多组分污染物同时存在于液相 中。由于性质不同，在吸附时它们之间可以互相促 进或互相干扰。一般情况下，多组分吸附时分别的 吸附容量比单组分吸附时低，但有时活性炭对多组 分的总吸附效果较单一组分要高。
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活性炭的吸附性能是由活性炭及吸附质的物 理化学性质共同作用决定的。现从吸附等温线的形 状变化分析研究这些因素对活性炭吸附的影响：
1)活性炭孔径相同，比表面积增加时，吸附容 量增加，吸附等温线向上方扩大；比表面积相同， 孔径变小时，在低浓度领域中的吸附力增加，吸附
等温线的形状向低浓度一侧压缩。
2)活性炭的表面极性增大，水与炭表面的结合 力增强，有效吸附容量减少吸附等温线向下方压 缩；同时，由于活性炭与疏水性吸附质结合力的变 弱，吸附等温线向高浓度侧扩大。
(4)溶液温度的影响
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吸附剂吸附单位重量的吸附质放出的总热量 称为吸附热，吸附热越大，温度对吸附的影响就越 大。另一方面，温度对物质的溶解度也有影响，因 此对吸附也有影响。一般用活性炭处理水时，温度 对吸附的影响不显著。
(5)多组分吸附质共存的影响
Байду номын сангаас
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8"-&39;30 目范围较宜。活性炭的机械耐磨强度， 直接影响活性炭的使用寿命。
(2)吸附质的性质
活性炭吸附溶质的量与溶质在溶剂中的溶解 度有关，如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲
酸一乙酸～丙酸一丁酸的顺序增加，溶解度越小， 活性炭越易吸附，对同一族物质的溶解度随分子链 的加长而减小，而吸附容量是随同系物的系列上升 或分子量的增加而增加。活性炭是一种非极性的吸 附剂，对水中非极性物质的吸附能力大于极性物 质，可以在极性溶液中吸附非极性或极性小的物
活性炭在污水处理中的应用
活性炭在污水处理中的应用引言概述：活性炭是一种具有高度吸附性能的材料，广泛应用于污水处理领域。
本文将从五个方面详细介绍活性炭在污水处理中的应用。
一、去除有机物1.1 吸附有机物：活性炭具有高度的孔隙结构和表面积，能够吸附污水中的有机物质，如油脂、悬浮物和有机溶解物等。
1.2 去除异味：活性炭对污水中的异味物质有很强的吸附能力，可以有效去除污水中的臭味，提高水质的口感温和味。
1.3 降解有机物：活性炭还具有一定的催化降解能力，可以将一些难以降解的有机物质转化为可降解的物质，进一步提高污水处理效果。
二、去除重金属2.1 吸附重金属离子：活性炭的表面带有一些官能团，可以与重金属离子形成络合物，从而从污水中吸附去除重金属。
2.2 电解还原：活性炭可以作为电极，在电解过程中促使重金属离子还原成金属沉淀，从而实现重金属的去除。
2.3 离子交换：活性炭的官能团可以与重金属离子发生离子交换反应，将重金属离子吸附在活性炭表面，达到去除的效果。
三、调节水质3.1 调节pH值：活性炭可以调节污水的pH值，使其处于适宜的范围，提供良好的生物环境，促进生物降解和处理效果。
3.2 去除色度：活性炭对污水中的色度有很好的去除效果，可以使污水变得清澈透明，提高水质的可视性。
3.3 去除悬浮物：活性炭对污水中的悬浮物质具有很好的吸附能力，可以有效去除悬浮物，净化水质。
四、提高生物降解效果4.1 提供微生物附着载体：活性炭具有高度的孔隙结构和表面积，提供了良好的微生物附着载体，促进微生物生长和降解有机物。
4.2 保护微生物：活性炭可以吸附污水中的有害物质，减少对微生物的毒害，保护微生物的活性和降解能力。
4.3 提高降解速度：活性炭的孔隙结构有助于提高微生物的降解速度，加快污水的处理效率。
五、减少能耗与成本5.1 降低能耗：活性炭在污水处理过程中不需要外部能源，通过吸附和催化降解等方式实现污水处理，降低了能耗。
5.2 延长使用寿命：活性炭可以通过再生和回收利用，延长其使用寿命，减少更换和处理的频率，降低了成本。
活性炭的特性,作用原理及其应用
活性炭的特性，作用原理及其应用活性炭介绍活性炭是以优质椰子壳、核桃壳、杏壳、桃壳为原料，经系列生产工艺精制而成，外观呈黑色颗粒状。
优点是孔隙结构发达，比表面积大，吸附性能强，库层阻力小，化学性能稳定，易再生。
适用于高纯度的生活饮用水、工业用水和废水处理的深度净化脱氯、脱色、除臭和黄金提炼等方面。
活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 是一种极优良的吸附剂, 每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多. 而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成. 其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其結构则为炭形成六环物堆积而成。
由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。
活性炭可由许多种含炭物质制成，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。
其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。
活性炭的制造基本上分为两过程，第一过程包括脱水及炭化，将原料加热，在170至600℃的温度下干燥，並使原有的有机物大約80％炭化。
第二过程是使炭化物活化，这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的，在吸热反应中主要产生由CO及H2组成的混合气体,用以燃烧加热炭化物至适当的溫度（800至1000℃），以烧除其中所有可分解的物质，由此产生发达的微孔結构及巨大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。
活性炭的孔隙按孔径的大小可分為三类。
大孔：半径1000 - 1000000 A。
过渡孔：半径20 - 1000 A。
微孔：半径- 20 A。
由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。
由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。
木质活性炭一般具有最大的孔隙半径，它们用於吸附较大的分子，並且几乎专用于液相中。
在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的，称为木炭。
煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。
在煤质活性炭中，褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径，因此能有效地除去水中大分子有机物。
活性炭对不同有机化合物的吸附性能分析
活性炭对不同有机化合物的吸附性能分析引言活性炭作为一种广泛应用于环境污染治理和水处理领域的材料，具有出色的吸附性能。
它能有效去除水中的有机化合物，如挥发性有机物、溶解性有机物和色度物质等。
本文旨在系统地分析活性炭对不同有机化合物的吸附性能，为活性炭的应用提供理论依据。
实验方法1. 选取不同类型的有机化合物作为吸附对象，如苯、甲醛、苯酚等；2. 准备一定浓度的有机化合物溶液；3. 将活性炭样品与有机化合物溶液接触一段时间，使其发生吸附反应；4. 使用适当的分析方法，如气相色谱法、紫外-可见光谱法等，测定吸附前后溶液中有机化合物的浓度变化，计算吸附量；5. 重复以上实验步骤多次取得可靠的数据。
结果与讨论通过以上实验方法，得到了活性炭对不同有机化合物的吸附性能数据。
根据实验结果，可以得出以下结论：1. 活性炭对不同有机化合物的吸附性能存在差异。
在相同条件下，不同有机化合物的吸附量有所不同。
苯、甲醛等具有较高的吸附量，而苯酚的吸附量相对较低。
2. 有机化合物的物理化学性质对吸附性能有一定影响。
例如，极性有机化合物与活性炭的吸附作用较强，而非极性有机物的吸附作用相对较弱。
3. 活性炭的吸附性能与其表面特性、孔结构和比表面积等相关。
比表面积越大的活性炭通常具有更高的吸附能力，而孔径大小对吸附性能影响较小。
活性炭的应用前景活性炭在环境污染治理和水处理领域有着广泛的应用前景。
根据活性炭对不同有机化合物的吸附性能分析，可以将其应用于以下方面：1. 水处理：活性炭可以有效去除水中的有机污染物，提高水质净化效果；2. 空气净化：活性炭可以去除空气中的有害气体和异味，改善室内空气质量；3. 废气处理：活性炭可以用于工业废气处理，去除有机物和有害气体，减少对环境的污染；4. 药物和食品工业：活性炭可以用于分离和纯化药物和食品中的有机化合物。
结论本文通过对活性炭对不同有机化合物的吸附性能分析，得出了活性炭对有机化合物具有良好吸附性能的结论。
活性炭手册簿(包括原理性质吸附能力吸附容量注意事项等)
活性炭手册（包括原理、性质、吸附能力、吸附容量、注意事项等）活性炭手册一、活性炭过滤原理活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。
水温越高，活性炭的吸附能力就越强；若水温高达３０℃以上时，吸附能力达到极限，并有逐渐降低的可能。
当水质呈酸性时，活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱；当水质呈碱性时，活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。
所以，水质的ＰＨ不稳定，也会影响到活性炭的吸附能力。
活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。
但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。
如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。
所以，活性炭应定期清洗或更换。
活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。
一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。
所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中，难以控制，很少采用。
颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。
活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比，接触时间越长，过滤后的水质越佳。
注意：过滤的水应缓慢地流出过滤层。
新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净，否则有墨黑色水流出。
活性炭在装入过滤器前，应在底部和顶部加铺２～３厘米厚的海绵，作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去，活性炭使用２～３个月后，如果过滤效果下降就应调换新的活性炭，海绵层也要定期更换。
二、影响粒状活性炭应用的主要性质应用粒状活性炭，尤其大量应用，最影响效果和成本的活性炭主要性质是：吸附量；压降或床层膨胀；抗磨性；大小、水分、灰分、pH值和可溶物。
应用较为大量的粒状活性炭都装在柱型设备中，就要讲究压降(压头损失)或床层膨胀，是设计炭柱的必要因素。
压降由微粒大小和大小分布所决定。
床层膨胀由微粒大小、形状和大小分布以及微粒密度所决定。
活性炭的性能介绍更换周期及吸附量的计算
活性炭的性能介绍更换周期及吸附量的计算⼀、活性炭基本介绍活性炭⼜称活性炭⿊。
是⿊⾊粉末状或颗粒状的⽆定形碳。
活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。
活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产⽣碳组织缺陷，因此它是⼀种多孔碳，堆积密度低，⽐表⾯积⼤。
⼆、活性炭净⽔原理活性炭是⼀种很细⼩的炭粒，有很⼤的表⾯积，⽽且炭粒中还有更细⼩的孔——⽑细管。
这种⽑细管具有很强的吸附能⼒，由于炭粒的表⾯积很⼤，所以能与杂质充分接触。
这些杂质碰到⽑细管被吸附，起净化作⽤。
三、活性炭的要求好的活性炭必须具有吸附容量⼤、使⽤寿命长、机械强度⾼、灰份低、易冲洗、出⽔⽔质好等特点，它不但能除去异臭、异味、提⾼⾊度，⽽且对⽔中的各种有毒有害物质如：氯、酚、汞、铅、砷、氯化物、洗涤剂、农药、化肥等污染物具有很⾼的去除率。
具体主要技术指标如下：1、粒度（10—24⽬2.0—0.8mm ）：≥95%说明：通常来说，颗粒越⼩的活性炭，⽐外表积越⼤，也就是吸附效果越好，但是颗粒越⼩，损耗也会越⼤，粉尘也会越多。
2、碘吸附值：≥1000mg/g说明：⼀般来说碘吸附值越⾼，活性炭的吸附能⼒越强。
3、⽐表⾯积：1000---1200m2/g说明：若取1克活性炭，将⾥⾯所有的孔壁都展开成⼀个平⾯，这个⾯积将达到1000平⽅⽶（既⽐表⾯积为1000g/m2）！影响活性炭吸附性的主要因素就取决于内部孔隙结构的发达程度。
（及⽐表⾯积越⼤，活性炭的吸附效果越好）。
4、亚甲兰脱⾊⼒：≥10mL/g说明：除⾊能⼒。
5、耐磨强度：≥95%说明：即耐磨损或抗磨擦的性能；强度越⾼，活性炭性能越好。
6、⼲燥减量：≤10%说明：⼲燥减量及指⽔分，此值越低，活性炭质量越好。
7、灼烧残渣：≤3%说明：灼烧残渣及指灰分，此值越低，活性炭质量越好。
8、充填⽐重：0.48---0.55g/mL说明：充填⽐重及指密度，⼀般密度越⼩，活性炭的吸附⼒越好。
活性炭的吸附性能及有机物
活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍--沈阳活性炭-沈阳活性炭过滤器作者：就是处理水来源：东北亚水网发布时间：2010-06-11活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍--沈阳活性炭-沈阳活性炭过滤器活性炭的吸附性能及有机物吸附的一般概念活性炭的强吸附性能除与它的孔隙结构和巨大的比表面积有关外（其比表面积可达500-1700m2/g），还与细孔的行状和分布以及表面化学性质有关。
活性炭的细孔一般为1～10nm，其中半径在2nm以下的微孔占95％以上，对吸附量影响最大；过渡孔半径一般为10～100nm，占5％以下，它为吸附物质提供扩散通道，影响扩散速度；半径大于100nm、所占比例不足1％的大孔也是作为提供扩散通道的。
活性炭的吸附通道决定影响吸附分子的大小，这是因为孔道大小影响吸附的动力学过程。
有报道认为，吸附通道直径是吸附分子直径的1.7～21倍，最佳范围是1.7～6倍，一般认为孔道应为吸附分子的3倍。
活性炭表面化学性质可以说其本身是非极性的，但由于制造过程中处于微晶体边缘的碳原子共价键不饱和而易与其他元素（如H、O）结合成各种含氧官能团，如羟基、羧基、羰基等，以致活性炭又具有微弱的极性，并具有一定的化学和物理吸附能力。
这些官能团在水中发生离解，使活性炭表面具有某些阴离子特性，极性增强。
为此，活性炭不仅可以除去水中的非极性物质，还可吸附极性物质，优先吸附水中极性小的有机物，含碳越高范德华力越大，溶解度越小的脂肪酸愈易吸附，甚至微量的金属离子及其化合物。
活性炭过滤用以脱除水中的微量污染物和对反渗透膜产生损害的游离氯。
因为活性炭是一种非极性吸附剂，外观为暗黑色，粒状。
主要成分碳、氧、硫、氢，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。
活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料，经加热脱水、炭化、活化制成的。
具有巨大的比表面积和发达的微孔，微孔直径为20~30埃。
第六章活性炭吸附
第六章、活性炭吸附活性炭吸附是有效的去除水的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等杂质的措施。
大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代烃等都能牢固的吸附在活性炭表面上或孔隙中，并对腐殖质、合成有机物和低分子量有机物有明显的去除效果。
实践证明，活性炭可降低总有机炭TOC、总有机卤化物TOX和总三卤甲烷TTHM等指标。
一、活性炭性能1、活性炭的制造活性炭几乎可以用含有碳的任何物质做原材料来制造，这包括木材、锯末、煤、泥炭、果壳、果核、蔗渣、骨、石油脚、皮革废物、纸厂废物等等。
近来有的国家倾向于用天然煤和焦炭制造粒状活性炭。
活性炭的制造分成碳化及活化两步。
（1）碳化也称热解，是在隔绝空气条件下对原材料加热，一般温度在600℃以下。
有时原材料先经无机盐溶液处理后再碳化。
碳化有多种作用，一是使原材料分解放出水气、一氧化碳、二氧化碳及氢等气体，第二个作用是使原材料分解成碎片，并重新集合成稳定的结构。
（2）活化是在有氧化剂的作用下，对碳化后的材料加热，以生产活性炭产品。
当氧化过程的温度在800～900℃时，一般用蒸气或CO为氧化剂，当氧化2温度在600℃以下时，一般用空气做氧化剂。
对于活化过程所起的作用，目前只有大致的理解。
在活化过程中，烧掉了碳化时吸附的碳氢化合物，把原有孔隙边上的碳原子烧掉，起了扩大孔隙的作用，并把孔隙与孔隙之间烧穿。
活化使活性炭变成一种良好的多孔结构，碳化及活化后的微晶片结构示意见图6－2。
2、活性炭的性质活性炭分成粉末状及粒状的两种类型以供不同的用途。
每克活性炭的表面积2，但99.9％以上的面积都在多孔结构颗粒的内部。
活性炭的极大可高达1000 m吸附能力即在于它具有这样巨大的吸附比表面积。
（1）粒状活性炭以吸附柱的形式来应用，一般在快滤池后建造活性炭滤池，去除水中有机物。
当吸附能力饱和后，通过再生以恢复共吸附能力。
（2）粉末活性炭一般与混凝剂一起直接投加于水中，经混合吸附后分离出来，由于再生技术尚未完善的关系，往往作为污泥排掉。
活性炭吸附处理废气的原理及效率
活性炭吸附处理废气的原理及效率
活性炭对废气吸附的特点：
①对于芳香族化合物的吸附优于对非芳香族化合物的吸附。
②对带有支键的烃类物理的吸附优于对直链烃类物质的吸附。
③对有机物中含有无机基团物质的吸附总是低于不含无机基团物质的
吸附。
④对分子量大和沸点高的化合的的吸附总是高于分子量小和沸点低的
化合物的吸附。
⑤吸附质浓度越高，吸附量也越高。
⑥吸附剂内表面积越大，吸附量越高。
活性炭吸附法是最早的去除有机溶剂的方法，这种方法对少量气体处理有效，适用于低浓度废气处理，用活性炭作为吸附剂，把废气中的有机物吸附到固相表面进行吸附浓缩，从而达到净化废气的方法。
活性炭是去除有机溶剂废气的最适宜的吸附剂，因为其他吸附剂的分子结构具有极性，既具有亲水性，易选择吸附大气中的水分，而有机溶剂是非极性或极性较弱，其吸附率低；而活性炭具有疏水性，其表面由无数细孔群组成，比表面积比其他吸附剂大，一般为600-1500m2/g，因而具有优异的吸附性能。
本项目采用蜂窝活性炭作吸附介质，比表面积大于700m2/g，通孔阻力小，动态吸附容量可达50%，吸附装置的净化效率不低于75%。
为保证活性炭及时更换，活性炭吸附装置需由专业设备厂家为其设计安装压差报警器，压差报警器能够感应活性炭吸附装置进、出口两端的压差，当活性炭吸附饱和后报警器自动报警，提示更换活性炭。
根据查阅相关资料，一般活性炭吸附能力以0.25g（有机物）/g （活性炭）计，为保证活性炭吸附效率，本项目活性炭更换周期为一年一换活性炭吸附法具有较高的适应性，该设备可吸附任意种类的废气及有害物质，使用效果良好，安全稳定。
在保证更换频次，及时更换活性炭的情况下，可保证其净化效率。
超滤与活性炭的比较
超滤与活性炭的比较一．活性炭的吸附性能及有机物吸附的一般概念活性炭的强吸附性能除与它的孔隙结构和巨大的比表面积有关外（其比表面积可达500-1700m2/g），还与细孔的行状和分布以及表面化学性质有关。
活性炭的细孔一般为1～10nm，其中半径在2n m以下的微孔占95％以上，对吸附量影响最大；过渡孔半径一般为10～100n m，占5％以下，它为吸附物质提供扩散通道，影响扩散速度；半径大于100n m、所占比例不足1％的大孔也是作为提供扩散通道的。
活性炭的吸附通道决定影响吸附分子的大小，这是因为孔道大小影响吸附的动力学过程。
有报道认为，吸附通道直径是吸附分子直径的1.7～21倍，最佳范围是 1.7～6倍，一般认为孔道应为吸附分子的3倍。
活性炭表面化学性质可以说其本身是非极性的，但由于制造过程中处于微晶体边缘的碳原子共价键不饱和而易与其他元素（如H、O）结合成各种含氧官能团，如羟基、羧基、羰基等，以致活性炭又具有微弱的极性，并具有一定的化学和物理吸附能力。
这些官能团在水中发生离解，使活性炭表面具有某些阴离子特性，极性增强。
为此，活性炭不仅可以除去水中的非极性物质，还可吸附极性物质，优先吸附水中极性小的有机物，含碳越高范德华力越大，溶解度越小的脂肪酸愈易吸附，甚至微量的金属离子及其化合物。
活性炭过滤用以脱除水中的微量污染物和对反渗透膜产生损害的游离氯。
因为活性炭是一种非极性吸附剂，外观为暗黑色，粒状。
主要成分碳、氧、硫、氢，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。
活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料，经加热脱水、炭化、活化制成的。
具有巨大的比表面积和发达的微孔，微孔直径为20~30埃。
此外，活性炭的表面有大量的羟基和羧基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电引力作用。
因此，可以脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、胶体及游离氯等。
活性炭吸附VOCs及其脱附规律的研究
活性炭吸附VOCs及其脱附规律的研究一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展，挥发性有机化合物（VOCs）的排放问题日益严重，对人类健康和环境质量造成了严重影响。
活性炭因其高比表面积、良好的孔结构以及强吸附能力，被广泛用于VOCs 的吸附处理。
然而，活性炭吸附VOCs后的脱附问题一直是制约其实际应用的关键因素。
因此，本文旨在研究活性炭吸附VOCs的机理及其脱附规律，以期为活性炭在VOCs治理中的优化应用提供理论依据。
本文将首先介绍VOCs的来源、危害及治理现状，阐述活性炭在VOCs吸附中的优势与局限性。
接着，重点分析活性炭吸附VOCs的机理，包括吸附动力学、吸附热力学及吸附模型等方面。
在此基础上，研究活性炭脱附VOCs的规律，探讨温度、压力、气氛等因素对脱附过程的影响。
还将对比不同活性炭种类、改性方法以及操作条件对吸附脱附性能的影响，为活性炭的优化选择和应用提供指导。
本文的研究内容将有助于深入理解活性炭吸附VOCs的机理及其脱附规律，为活性炭在VOCs治理中的实际应用提供理论支持和技术指导，推动VOCs治理技术的发展和创新。
二、活性炭吸附VOCs的机理活性炭作为一种多孔炭质材料，具有优异的吸附性能，广泛应用于VOCs的治理领域。
其吸附VOCs的机理主要包括物理吸附和化学吸附两种过程。
物理吸附是活性炭吸附VOCs的主要方式之一。
活性炭内部具有丰富的微孔结构，这些微孔提供了巨大的比表面积，使得活性炭能够吸附大量的VOCs分子。
物理吸附主要基于分子间作用力，如范德华力，吸附过程不涉及化学键的形成。
因此，物理吸附是可逆的，当环境条件变化（如温度升高、压力降低）时，被吸附的VOCs分子会从活性炭表面脱附，从而实现活性炭的再生。
除了物理吸附外，活性炭还能通过化学吸附的方式去除VOCs。
化学吸附涉及活性炭表面的官能团与VOCs分子之间的化学反应，如酸碱反应、氧化还原反应等。
这些化学反应导致活性炭与VOCs分子之间形成化学键，使得吸附过程更为稳定。
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活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍
活性炭的吸附性能及有机物吸附的一般概念
活性炭的强吸附性能除与它的孔隙结构和巨大的比表面积有关
外（其比表面积可500-1700m2/g），还与细孔的行状和分布以及表面化学性质有关。
活性炭的细孔一般为1～10nm，其中半径在2nm以下的微孔占95％以上，对吸附量影响最大；过渡孔半径一般为10～100nm，占5％以下，它为吸附物质提供扩散通道，影响扩散速度；半径大于100nm、所占比例不足1％的大孔也是作为提供扩散通道的。
活性炭的吸附通道决定影响吸附分子的大小，这是因为孔道大小影响吸附的动力学过程。
有报道认为，吸附通道直径是吸附分子直径的1.7～21倍，最佳范围是1.7～6倍，一般认为孔道应为吸附分子
的3倍。
活性炭表面化学性质可以说其本身是非极性的，但由于制造过程中处于微晶体边缘的碳原子共价键不饱和而易与其他元素（如H、O）结合成各种含氧官能团，如羟基、羧基、羰基等，以致活性炭又具有微弱的极性，并具有一定的化学和物理吸附能力。
这些官能团在水中发生离解，使活性炭表面具有某些阴离子特性，极性增强。
为此，活性炭不仅可以除去水中的非极性物质，还可吸附极性物质，优先吸附水中极性小的有机物，含碳越高范德华力越大，溶解度越小的脂肪酸愈易吸附，甚至微量的金属离子及其化合物。
活性炭过滤用以脱除水中的微量污染物和对反渗透膜产生损害
的游离氯。
因为活性炭是一种非极性吸附剂，外观为暗黑色，粒状。
主要成分碳、氧、硫、氢，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。
活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料，经加热脱水、炭化、活化制成的。
具有巨大的比表面积和发达的微孔，微孔直径为20~30埃。
此外，活性炭的表面有大量的羟基和羧基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电引力作用。
因此，可以脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、胶体及游离氯等。
活性炭对有机物的去除
活性炭去除有机物的影响因素
活性炭对有机物的去除受有机物溶解特性的影响，主要是有机物的极性和分子大小的影响。
由于活性炭表面性质基本上是非极性的，故对分子量同样大小的有机物，溶解度越大、亲水性越强，活性炭对其吸附性越差，反之对溶解度小、亲水性差、极性弱的有机物（如苯类化合物、酚类化合物、石油和石油产品等）具有较强的吸附能力。
对于分子量大的有机物，由于其憎水性强，体积大，又由于膜扩散、内扩散控制吸附速度，因而导致吸附速度很慢。
活性炭对有机物的吸附方式
基于上述活性炭对有机物等污染物的吸附现象，可以认为其主要吸附方式为：
一是范德华力（分子间力）吸附，是很弱的力，吸附力与活性炭的性质和活性炭本身的微孔结构有关，两者分子间不发生电子转移，故不形成化学键。
二是物质在活性炭表面之间有电子交换或共享。
前者是物理吸附，是可逆的；后者是化学吸附，是不可逆的。
但无论何种吸附方式，都必须接受活性炭本身结构的孔道尺寸是否能够使有机物进入，而后才能被吸附的事实。
活性炭去除有机物的特点
研究认为，分子量在500～3000是活性炭可能吸附的范围，并随
分子量的增大，吸附容量减小（见表1）。
分子直径大于活性炭孔径
的有机物难以被活性炭吸附。
若有机分子直径近似于活性炭孔径，则可能堵塞，形成不可逆吸附。
表1 活性炭对不同分子量有机物的去除比较
尽管两个原水水质不一样，但活性炭对不同分子量有机物的去除却表现出共同的特性。
活性炭对分子量为500～3000的有机物有十分好的去除效果，对分子量小于500和大于3000的有机物没有去除效果。
对于分子量小于500的有机物非但没有去除效果，反而还有使其增加的可能，这可能是由于分子量小于500的有机物亲水性较强，易被分子量大于500、且具有比其更强的憎水性的、能进入活性炭微孔内的有机物所取代。
活性炭对不同分子量的有机物的吸附量的不同是因为活性炭细孔是最有影响的孔径，即孔径1～10nm被吸附分子直径占活性炭细孔的1/3者，占主要吸附容量，可以说，在此范围内的有机物，基本上是小于2~3nm的有机物，能被活性炭表面吸附（如图1）。
去除有机物的活性炭的选择
目前，国内生产的优质活性炭品种很少，且多数属于气相炭（即18～20埃的细孔占绝大多数），自然界的污染物和有机物要比气体分子大很多，使用气相炭是不适当的。
据报道，国内还没有专门适用于饮用净水的活性炭。
用于市政自来水处理的活性炭是过渡孔隙并不足够多的代产品，所以吸附效果较差，周期短。
特别是设计者和应用者往往盲目地按活性炭的一般吸附性指标（即比表面积、碘值、四氯化碳吸附值、亚甲基蓝吸附值）来选取处理天然水的活性炭，这是不恰当的。
例如，椰壳炭大部分孔隙直径是18～20埃，其20埃（2nm）以下的微孔占95％以上，尽管这种炭的比表面积最大，达到上千平方米，它只对于气体或小分子具有很高的吸附容量；但对于水中分子量较大、分子体积较大的有机物其吸附程度则受活性炭的过渡孔道的影响，因而用于去除天然水中分子量较大的有机物，需选用过渡孔占高比例的活性炭。
活性炭对碘、四氯化碳、亚甲基蓝这些小分子物质的吸附是可以进入活性炭的微孔中，其吸附值仅是反映了活性炭对小分子物质的吸附能力。
天然水中的有机物主要包括腐殖酸、富维酸等物质，其分子量比碘、亚甲基蓝、四氯化碳（分子量大都在100～200以下）的分子量大得多，故其吸附值不能代表对天然水中有机物的吸附能力。
表2为活性炭一般吸附性指标。
表2活性炭一般吸附性指标（国标GB/TB804-1990）
活性炭的吸附容量和吸附速度除了与表面积有关外，还与其吸附动力学因素（即吸附质能否顺利迁移至活性炭孔的表面）有关，如前已述及的观点：吸附分子直径大于孔道直径的1/3以上，吸附运动就会受阻，吸附量就会下降。
各种活性炭吸附性能（吸附容量和吸附速度）排列次序如下表3所示。
表3活性炭吸附容量和吸附速度的排列
注：活性炭过滤器失效按吸附量降至15％～20％时为终点，大约运行三个月。
注：活性炭吸附有机物寿命计算
例：3000活性炭罐截面积=7m2
活性炭添加量=7m2×1.6m=11.2m3
活性炭重量=11.2m3 ×0.45t/m3 =5.04t
给水活性炭吸附量(7%)=5.04t ×0.07=0.353t=353Kg
活性炭水流量=80t/hr;
原水有机物为0.4mg/L=0.4g/t
进入活性炭有机物=0.4g/t ×80t/hr=32g/hr=0.032Kg/hr
活性炭寿命=353Kg/(0.032Kg/hr)=11031hr=459d=1年零2个半月。