活性炭表面吸附决定纯净水处理工程的进度

活性炭是由无定形碳和不同数量灰分共同构成的一种吸附剂。具有微孔结构发达、比表面积大、吸附能力强的特性。能够吸附去除嗅、味、色度、氯化有机物、农药、天然有机物和人工合成有机物等等。活性炭按照制造原料不同、外形形状不同、制造方法不同和使用用途不同，可分为许多品种和类别。活性炭按照应用范围不同，可分为气相吸附炭和液相吸附炭两大类。这两类炭之间最主要的区别是孔径分布特性不同。气相吸附炭主要是微孔炭。液相吸附炭的孔径分布具有微孔、中空、大孔三种孔径分布特征。应用于纯净水处理工程中的（液相吸附）炭，主要是颗粒状活性炭。

（一）、活性炭的原子结构
1、碳原子有两种价电子，在化学结合时形成三种轨道。在构成活性炭基本结构单元的结构时，表现为一种二元结晶结构。
2、由一些这样以二元结晶结构的碳原子排列形成的基本结构单元，构成的有规则的积层结构，为三元结晶结构。
3、碳原子的这种由规则性的积层结构所构成的三元结晶结构，我们称其为石墨状结构。
4、活性炭中的碳素固体，就是由具有积层结构的三元结晶构成。这种由具有积层结构的三元结晶构成的碳素固体，其中的二元结晶结构和三元结晶结构，不是严格意义上的规则的结晶结构。而是具有程度不同的乱层结构，表现为石墨状结构。
5、这种石墨状结构不能称为晶体，通常情况下称为微晶。构成活性炭微孔壁的碳素固体，称其为石墨状结构微晶。
6、活性炭就是这样一种由微细的石墨状微晶，经碳氢化合物链接形成的架构式非结晶性物质。在石墨状微晶之间形成不规则的微细孔隙。活性炭因而具有了微孔结构发达、比表面积大、吸附能力强的特性。
（二）、活性炭的物理特性
1、构成石墨状微晶的二元结晶和三元结晶，是不规则的结构，并且是程度不同的乱层结构。因而构成的石墨状微晶，其形状不是均匀规则的，其大小也不是均匀一致的。表现为一个范围较宽的粒径分布函数。
2、纯净水处理工程中使用的活性炭的构成元素不是单纯的，除碳元素外还有氮、氧、氢等等其它元素。这就导致活性炭中，石墨状微晶的分布具有了各种各样的不均匀性。石墨状微晶构成的活性炭，其结构也不是均匀规则的。
3、导致石墨状微晶之间形成的微细孔隙也不是均匀规则的。表现为有大有小，其孔径分布同样是一个范围较宽的孔径分布函数。
4、活性炭因其结构不是均匀规则的。活性炭表现出明显的刚脆、易碎、不坚固的特性。
5、活性炭的构成元素中，除碳元素外还有氮、氧、氢等等其它元素。在纯净水处理工程中，随着对其它分子的吸附，活性炭的结构会发生变化。其变化程度与吸附的分子的性质和吸附量有关。
6、活性炭的孔径分布函数：活性炭具有小孔、中空、大孔三种微细孔隙。
小孔：直径在2个纳米以下，小孔的比表面积占总比表面积的百分之九十五以上。主导活性炭的吸附特性和吸附能力。
中孔：直径在2--100纳米，中孔的比表面积占总比表面积的百分之五以内。主要机能是为吸附质提供扩散通道，主导扩散速度。
中孔有利于吸附大分子物质。并且可用于添载触媒和化学药品，改变活性炭的吸附机能。
大孔：直径在100--10000纳米，大孔的比表面积占总比表面积的百分之一以内。主要机能是为吸附质提供扩散通道，主导溶质到达活性炭内部的扩散速度。
在水处理中的液相吸附中，大孔的作用很小。大孔在用于添载触媒和化学药品时，作用很是显著。
7、活性炭的孔隙结构是一个范围较宽的孔径分布函数。不同孔径的微细孔隙，具有不同的吸附特性。这就导致了比表面积相同或质量相同的活性炭，其吸附特性和吸附能力不一样。并且是差别极大。
（三）、活性炭的元素与化学特性
1、活性炭是由无定形碳和不同数量灰分共同构成，碳元素站百分之七十至百分之九十五。
2、活性炭中还有两种元素：一是氧和氢，多数是在生产过程中不完全碳化而残留在活性炭中，和在活化过程中以化学键结合生成的。二是灰分，活性炭的种类不同，其中的灰分含量不同。
3、活性炭中的氧和氢，一是进入到碳原子内层生成杂环化合物，二是在微晶端部形成表面氧化物。
4、活性炭微晶端部的表面氧化物，是微晶体边沿的碳原子由于共价键不饱和与其它元素结合而形成的。微晶端部的表面氧化物往往是几种氧化物的复合体。
5、活性炭原本是非极性的，因微晶端部表面生成有氧化物而具有一定微弱的极性，并具有一定的化学吸附和化学物理吸附机能。
6、微晶表面氧化物复合体的性质，最直接地影响到活性炭的吸附特性与吸附能力。
7、微晶表面氧化物，最简单的有一氧化碳复合体和二氧化碳复合体。微晶表面氧化物复合体，又分碱性和酸性两大类。并对活性炭的吸附特性与吸附能力产生不同的影响。
8、实际的活性炭其微晶表面的氧化物复合体，往往是碱性和酸性两类同时具有，只是其主导作用者不同。
9、活性炭中的灰分，其组成因活性炭种类不同而已。活性炭中的灰分对活性炭在水溶液中，吸附某些电解质物质有一定的催化作用。

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