Новости
Контакты
Адрес: К северу от авеню Wutong, парк Hi-Tech, город Jingdezhen, провинция Цзянси, Китай
Круглосуточная горячая линия
Электронная почта
Вне «Чёрного пороха»: подробный анализ микроскопического мира и секретов эффективности активированного уголя
Время выпуска:
2026-01-20 17:27
Источник:
Активированный уголь — это не однородный материал, и его характеристики сильно варьируются. Эпоха простого восприятия активированного угля как «чёрного адсорбента» уже прошла. Современные применения требуют от нас глубже изучить его микроструктуру и понять фундаментальные причины различий в его производительности, чтобы делать точный выбор.
1. Тайна структуры пор
Основная эффективность активированного уголя заключается в его порах, которые обычно делятся на три категории:
Микропоры (< 2 нм): они являются основным источником адсорбционной способности, на их долю приходится более 95% общей удельной поверхности и они определяют общую адсорбционную способность активированного уголя. Они играют ключевую роль для маломолекулярных газов (таких как формальдегид и бензол) и растворимых маломолекулярных органических соединений.
Мезопоры (2–50 нм): служа каналами адсорбции, они транспортируют вещества в микропоры; одновременно они напрямую адсорбируют более крупные молекулы, такие как пигменты и макромолекулярные органические соединения. Они играют ключевую роль в обесцвечивании в жидкой фазе и выступают в качестве носителей катализаторов.
Макропоры (> 50 нм): в основном служат быстрым путём для проникновения веществ внутрь частиц, влияя на скорость кинетики адсорбции.
Различные исходные материалы и процессы активации приводят к различному распределению пор. Активированный уголь из скорлупы кокоса обычно обладает хорошо развитыми микропорами, что делает его подходящим для очистки газов и адсорбции малых молекул; активированный уголь на угольной основе, напротив, часто имеет более богатую структуру мезопор, что обеспечивает ему высокую эффективность в обработке воды и деколоризации.
2. Регулирование поверхностных химических свойств
Каркас активированного углерода представляет собой углерод, однако его поверхность не является инертной. В процессе производства на его поверхности образуются функциональные группы, такие как кислородсодержащие и азотсодержащие группы. Эти функциональные группы определяют гидрофильность, кислотность и химические взаимодействия активированного углерода с конкретными молекулами.
Кислотные функциональные группы (такие как карбоксильные и фенольные гидроксильные группы): усиливают адсорбцию полярных молекул (например, аммиака и некоторых ионов тяжёлых металлов).
Щелочные функциональные группы: Усиливают адсорбцию неполярных или слабополярных веществ (таких как ЛОС, йод).
Благодаря постобработке (такой как озонирование и модификация аммиаком) химический состав поверхности можно изменять направленным образом, придавая активированному углю «целенаправленные» адсорбционные свойства.
3. Интерпретация ключевых показателей эффективности
Йодное число: Отражает степень развития микропор (адсорбционную способность для малых молекул).
Значение метиленового синего: Отражает степень развития мезопор (адсорбционную способность для молекул чуть большего размера).
Скорость адсорбции тетрахлорида углерода: обычно используется для оценки адсорбционной способности газообразного активированного уголя по отношению к органическим парам.
Твёрдость/износостойкость: она измеряет механическую прочность и имеет решающее значение для условий эксплуатации, требующих потока и регенерации.
Примечание: Высокое значение йодного числа не обязательно означает, что это наилучший выбор для всех применений. Крайне важно согласовывать соответствующие показатели с учётом молекулярного размера и свойств целевого адсорбата.
Связанные Новости
05-27
2025
