活性炭的基本特征（一）

    活性炭是一种多孔性含碳物质。活性炭内部具有类似石墨结晶的层状晶体结构，但活性炭与石墨的不同之处是这些排列成六角形的碳原子的平面层，各层之间按螺层结构互相平行，但又是无规则地重叠着的，堆积得相当疏松，而相互连系却十分牢固。正是这种螺层状的晶体结构，基本微晶之间才有许多形状不同大小不等的空隙。这些空隙最大的用光学显微镜可以看到，最小的与分子大小一样。因此，活性炭成为既有一定机械强度，内部孔隙又十分发达的多孔性物质，并具有巨大的内表面积(每克活性炭可达500一1500平方米)。

目前，习惯采用苏联学者杜比宁(DYB-NHNH)的划分法，将活性炭内部不同大小的孔隙分为:
活性炭的孔隙半径大小可分为：大孔：半径 > 20000nm  过渡孔：半径150 ～20 000nm 微孔：半径 < 150nm

    Y是孔隙的等效半径，等于孔的横截面积与其直径之比的2倍。在活性炭的吸附过程中，这几种孔隙各有它的特殊作用。
微孔的Y小于15-16，它们相当于被吸附分子的大小。活性炭90%以上的表面积都是在微孔上，因此，微孔具有很大的比容和比表面积。由于在微孔整个容积中存在着吸附力场，具有较高的吸附能力，特别是在气相吸附中，吸附质分子几乎全部被这类孔所吸附。因此微孔又称作吸附孔，微孔容积和比表面积时常是气相吸附能力的主要尺度。

    中孔，又称为过渡孔。中孔的作用是综合性的。它在吸附过程中也起着重要的作用，是使被吸附的蒸汽状物质在足够的相对压力下发生毛细管凝聚的部位，可以吸附蒸汽，回收有机溶剂。在液相吸附中，中孔能够对分子直径较大的吸附质分子起吸附作用(例如脱色过程)。中孔又是吸附质分子进入微孔的通道，气相吸附质分子通过中孔才能进入微孔容积之中。当然对于气相吸附用的活性炭，中孔容积太大是不相宜的，杜比宁认为，一般作为输送通道来讲，输送孔容积保持0.15一0.20毫升/克就行了。再大就会影响到微孔的容积和微孔的吸附作用。一般活性炭的过渡孔容积较小，通常在0.20毫升/克以内，其比表面积不超过总比表面积的10%，但用特别方法可以得到过渡孔发达的活性炭，其容积可达到0.3一O·9毫升/克，比表面积达到200平方米/克以上。

    大孔，主要起通道作用。由于活性炭内部只有少数微孔直接通向活性炭颗粒的外表面.而在绝大多数情况下，活性炭的孔隙结钩主要按下列方式排列，大孔直接通向颗粒的外表面，过渡孔是大孔的分支，微孔又是过渡孔的分支。因此，大孔的存在也是十分重要的，它能使吸附质分子迅速向活性炭内部扩散。对活性炭的吸附速率有直接影响。当活性炭作为催化剂载体时，催化剂主要是沉积在中孔和大孔内，但也有沉积在微孔内的。
    总之，作为有效的活性炭，其微孔、中孔和大孔容积之间要求某种平衡，也就是对不同用途的活性炭来说，要求具有不同的大、中、微孔的比例。这主要是通过采用合适的原材料和不同的工艺过程实现的。
 

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