活性炭吸附塔中活性炭纖維的表面化學結構

 

活性炭吸附塔中活性炭纖維固體表面的原子是不飽和的，具有******的表面化學性質。燃燒溫度低時，微晶容易與氧化介質反應生成氧化產物，主要包括羧基、苯酚、醌等含氧基團，以及硫、氮、鹵素等官能團。其表面酸性與吸附平衡密切相關。根據***際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的分類標準，吸附劑的微孔可分為三類:孔徑***于50nm的***孔、孔徑在2nm-50nm之間的中孔、孔徑在0.8nm-2nm之間的微孔、孔徑小于0.8nm的亞微米孔。

活性炭纖維的孔隙主要是由碳和石墨微晶無序結構形成的微孔。***量微孔的存在使活性炭纖維的表面積變***，也增加了其吸附能力。吸附劑中的***孔是被吸附分子到達吸附位點的通道，控制吸附速度。活性炭纖維的纖維直徑為10納米~ 13納米，外表面積***，微孔豐富且分布窄，易與吸附質接觸，擴散阻力小，因此其吸附和解吸速度快，有利于吸附和分離。此外，還可以根據需要制成氈、布、紙等形式，適用于各種用途。活性炭纖維用cf活化，CF是一種多晶無序石墨結構，轉化為活性炭纖維后結構單元不變。

活性炭纖維是一種非均質的多相結構。由于高溫蒸汽去除部分原子，形成微孔結構，產生羧基、羰基等含氧活性基團，增加其表面酸性。比表面積約為1200m2/g，比CF***很多，苛刻條件下活化可達3000m2/g。活性炭纖維是一種分布窄、孔徑單一的微孔結構，其孔隙可以產生毛細凝聚。由于其具有微孔，其吸附和解吸速率遠高于兩個數量級，吸附容量***。填充床內流體的床阻力小，可作為催化劑和催化劑載體。活性炭纖維分子中的微量雜原子有磷、氮、氯等。

活化過程中，除去一些雜原子后，表面的雜質******減少。由于活化過程中氧化氣體的作用，表面的含氧基團增強，主要包括酸性基團，如羧基。中性基團是完整的，如羰基、內酯等。堿性基團包括過氧化物基團等。活性炭纖維由于活化方法的不同，會產生不同表面氧基和不同表面酸堿性的產品。在水的作用下，其氧化還原能力很強。由于水的存在，一些基團可以被氧化成羥基。因此，表面含氧基團數量增加后，表面氧化還原容量增加。