碳分子篩與活性炭的區(qū)別是什么?
- 字號(hào) + -
一、吸附分離過(guò)程概述
吸附是指流體(氣體或液體)與固體多孔物質(zhì)觸及時(shí)，流體中的一種或多種組分傳送到多孔物質(zhì)外表面和微孔內(nèi)表面富集在這些表面上形成單分子層或多分子層的過(guò)程。被吸附的流體叫作吸附質(zhì)，由于吸附質(zhì)和吸附劑的物理化學(xué)特性不同，吸附劑對(duì)不同吸附質(zhì)的吸附能力也不同，因此當(dāng)流體與吸附劑觸及時(shí)，吸附劑對(duì)流體中的某個(gè)或某些組分相對(duì)其他組分有著較高的吸附選擇性，吸附相和吸余相的組分可被富集，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。
二、吸附/解吸過(guò)程 吸附過(guò)程：可認(rèn)為是濃縮的過(guò)程，也可以認(rèn)為是液化的過(guò)程。因此，溫度越低、壓力越高吸附量越大。對(duì)于所有吸附劑，越易于液化(沸點(diǎn)越高)的氣體吸附量越大，越不容易液化(沸點(diǎn)越低)的氣體吸附量越低。
解吸過(guò)程：可認(rèn)為是氣化或者蒸發(fā)的過(guò)程。因此，溫度越高、壓力越低解吸越好。對(duì)于所有吸附劑，越易于液化(沸點(diǎn)越高)的氣體越不容易解吸，越不容易液化(沸點(diǎn)越低)的氣體越易于解吸。吸附分成物理吸附和化學(xué)吸附。 物理吸附分離原理：運(yùn)用固體表面的原子或基團(tuán)與外來(lái)分子間的吸附力(范德華力、靜電作用力)的不同實(shí)現(xiàn)分離。吸附力的尺寸與吸附劑和吸附質(zhì)兩者的特性有關(guān)。 化學(xué)吸附分離原理：基于在固體吸附劑表面時(shí)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使吸附質(zhì)和吸附劑之間以化學(xué)鍵力結(jié)合的吸附過(guò)程，因此 選擇性較強(qiáng)?；瘜W(xué)吸附一般速度較慢，只能形成單分子層且不可逆。
三 不同吸附劑的特征
活性碳：具豐沛的微孔和介孔構(gòu)造，比表面積約500-1000m2/g，孔徑分布主要在2-50nm。活性炭主要倚靠與吸附質(zhì)產(chǎn)生的范德華力產(chǎn)生吸附效用，主要應(yīng)用于吸附有機(jī)化合物、重?zé)N類有機(jī)物吸附脫除、除味劑等;
分子篩：具規(guī)整的微孔要道構(gòu)造，比表面積約500-1000m2/g，主要是微孔，孔徑分布在0.4-1nm之間。可以通過(guò)調(diào)整分子篩構(gòu)造、構(gòu)成及抵消陽(yáng)離子的類別來(lái)變動(dòng)分子篩的吸附特色。分子篩主要仰賴特性要道構(gòu)造及均衡陽(yáng)離子與分子篩骨架之間的庫(kù)侖力場(chǎng)產(chǎn)生吸附功用，兼具不錯(cuò)的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，普遍應(yīng)用于各類氣相、液相的分離與凈化，分子篩作為吸附劑采用時(shí)有著選擇性強(qiáng)，吸附深度高、吸附容量大等特性;
分子篩是多孔硅基材料，活性炭是碳基材料。分子篩的孔徑是均一的，大小相等，排列有序，因此可以用來(lái)篩分氣體;活性炭雖然有更大的比表面積，但孔徑大小不一，一般用做吸附。 從功能上看： 活性炭和分子篩都具有吸附能力。而分子篩不光只有吸附能力，在化學(xué)研究中更重要的是“篩分功能”。 從結(jié)構(gòu)上看： 活性炭是由碳為主要骨架構(gòu)建的多孔物質(zhì)。分子篩則是由硅做骨架。 因?yàn)楣杞Y(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，分子篩在作催化劑時(shí)，負(fù)責(zé)用多孔結(jié)構(gòu)來(lái)篩選符合條件的分子，過(guò)大產(chǎn)物的就會(huì)“卡住”，無(wú)法通過(guò)多孔結(jié)構(gòu)。 分子篩和活性炭由于它們自身性質(zhì)的不同常被用于不同的領(lǐng)域。分子篩常被應(yīng)用到石油工業(yè)，特別是用來(lái)純化氣體。例如可用硅膠吸附天然氣中的汞對(duì)鋁制管道和其他液化設(shè)備的腐蝕。活性炭的自身吸附性能常用于水體的凈化。