活性炭為什么可以作為吸附劑使用？

活性炭是一種經特殊處理的炭，具有豐富孔隙結構和巨大比表面積的炭質吸附材料，每克活性炭的表面積為500-1200m²。活性炭具有吸附能力強、化學穩定性好、力學強度高，且可方便再生等特點，被廣泛應用于工業、農業、國防、交通、醫藥衛生和環境保護等領域。作為多孔吸附劑的活性炭基本上是非結晶性物質，它由微細的石墨狀微晶和將它們連接在一起的碳氫化合物構成的，其固體部分之間的間隙形成孔隙，賦予活性炭了吸附性能。

活性炭有很強的物理吸附和化學吸附功能，而且還具有解毒作用。解毒作用就是利用其較大的表面積，將毒物吸附在活性炭的微孔中，從而阻止其對毒物的吸收。同時，活性炭能與多種化學物質結合，從而阻止這些物質吸收毒物。

1、活性炭的分類

生產中應用的活性炭種類有很多，一般制成粉末狀或顆粒狀。

粉末狀活性炭吸附能力強、制備容易、價格較低，但再生困難，一般不能重復使用。

顆粒狀活性炭價格較貴，但可再生重復使用，并且使用時勞動條件較好、操作管理方便，因此，在水處理中較多采用顆粒狀活性炭。

2、活性炭的吸附

活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對水中的一種或多種物質的吸附作用，以達到凈化水質的目的。吸附是一種界面現象，與表面張力、表面能的變化有關。引起吸附的推動力有兩種：一種是溶劑水對疏水物質的排斥力；另一種是固體對溶質的親和吸引力。廢水處理中的吸附，多數是這兩種力綜合作用的結果。

活性炭的吸附可分為物理吸附和化學吸附。

物理吸附主要發生在活性炭去除液相和氣相雜質的過程中。活性炭的多孔結構提供了大量的表面積，從而使其非常容易達到吸收雜質的目的。就像磁力一樣，所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此，活性炭孔壁上大量的分子可以產生較強的吸附力，從而達到將介質中的雜質吸引到孔徑中的目的。

除了物理吸附之外，化學反應也經常發生在活性炭的表面。活性炭不僅含碳，而且在其表面含有少量的化學結合、功能團形式的氧和氫，例如：羧基、羥基、酚類、內脂類、醌類和醚類等。這些表面上的氧化物或絡合物，可以與被吸附的物質發生化學反應，從而與被吸附物質結合聚集到活性炭的表面。

取一個典型的例子：水處理過程中活性炭可以與水中的亞氯酸鹽發生反應，使亞氯酸鹽變成氯離子形式，從而達到去除水中亞氯酸鹽的目的，使水不再有令人反感的味道和氣味。

3、影響活性炭吸附的因素

吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標。吸附能力的大小是用吸附量來衡量的，而吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時間內所吸附的物質量。在水處理中，吸附速度決定了污水需要和吸附劑接觸的時間。

活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結構有關。一般來說，顆粒越小，孔隙擴散速度越快，活性炭的吸附能力就越強。

污水的pH值和溫度對活性炭的吸附也有影響。活性炭一般在酸性條件下比在堿性條件下有較高的吸附量。吸附反應通常是放熱反應，因此溫度低對吸附反應有利。

當然，活性炭的吸附能力與污水濃度有關。在一定的溫度下，活性炭的吸附量隨被吸附物質平衡濃度的提高而提高。