煤基活性炭的孔径分布及其测定方法

白云碳素原创    
2019-05-28 11:20:12
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人们最初认为,活性炭之所以能脱色,是由于它经化学或热处理“活化”之后才有的性质,故称为“活性炭”。利用各种仪器和方法对活性炭结构进行详细研究表明,活性炭之所以有很强的吸附能力,主要是由于它具有特殊的微品结构、极发育的微孔和巨大的比表面积 。因此,活性炭的制备就是使炭形成多孔的微晶结构并使之成为具有很大比表面积的物质的过程。

活性炭孔径分布测定方法

孔径分布.是指具有不同孔径的孔的容积在总孔容积中所占的比例,或不同孔径的孔壁面积占所有孔道总面积的比例。孔径分布一般用积分孔分布曲线或微分孔分布曲线表示。

活性炭的孔,就是活化过程中在无定形炭的基本微晶之间清除了各种含碳化合物及无序碳后产生的孔隙。活性炭内的微孔即是活性炭微晶结构中弯曲和变形的芳环层或带之间的具有分子尺寸大小的间隙。 活性炭的孔按照不同的大小可以分为微孔、过渡孔和大孔。不同的孔径分布活性炭用于不同的用途。例如用于溶剂回收,气相分离活性炭以微孔结构为主,并含有相当来那个的大孔;用于脱色液体净化的液相吸附以过渡孔为主。

活性炭的孔径分布是如何知道的呢,怎么来测量活性炭的孔径分布情况呢?

孔径分布测定的方法有很多。对于大孔,可用光学显微镜(图像分析仪)法和压汞法侧定;对于过渡孔,可用压汞法、苯蒸仗吸附法和电子显微镜法;对于微孔,宜采用毛细管凝聚法和X射线小角散射法。

今天我们主要介绍一下测定活性炭孔径结构最常用的一种方法——压汞法

汞具有极高的表面张力,几乎不能润湿任何固体表面。在常压下,汞只能进入半径大于500nm的孔。只有施加压力,汞才能进入半径小于500nm的孔隙中。

测试时,逐次增加外压,测出进入活性炭的汞的体积,并计算出每个外压所对应的孔半径R;分别以孔半径和进入活性炭的汞体积为横、纵坐标做出压汞曲线;

最后从压汞曲线的斜率即可得到活性炭的孔径分布。