活性炭吸附分為液相吸附和氣相吸附兩類。氣相吸附是在活性炭吸附劑與氣體吸附質兩個組分系統中進行的,而液相吸附還存在第三種組分,吸附時還需考慮到溶劑對吸附的影響。
01、吸附質的溶解度
在液相吸附中,溶劑與吸附劑及吸附質之間都存在著相互作用。其中,溶劑與吸附質之間的相互作用,即吸附質在溶劑中的溶解度,對吸附的影響最大。
溶解度大的吸附質比較難吸附。溶解度大,表示溶劑與吸附質之間的親和力大,吸附質在溶液中穩定存在,吸附性就差。因此,任何能增加溶解度的因素存在,都將導致吸附性能的下降;反之,有利于吸附的進行。從這一點來看,活性炭在液相中的吸附現象可以看作是溶解的逆過程,即吸附質從溶液中析出,吸附到活性炭表面上的過程。但是,有一些溶解度較大的物質,仍能很好的用活性炭吸附。例如,極易溶解于水的氯醋酸就如此。這可能與發生了化學吸附有關。
02、溶劑的種類和性質
溶劑的種類和性質會影響吸附質在溶劑中的溶解度,以及溶劑本身在吸附劑上的吸附量,因此對吸附也有影響。
03、吸附質的種類和性質
通常,活性炭對溶液中的有機物質的吸附能力比較大,對無機物質的吸附能力比較小。
有機物質的分子大小及結構狀況,對活性炭的吸附能力也有一定的影響。通常,對同族有機化合物而言,分子量大的物質容易吸附,分子量小的難吸附。當分子量相近時,芳香族化合物通常比脂肪族化合物容易吸附;有側鏈的化合物一般比直鏈化合物容易吸附。有時,有機化合物的立體異構及旋光性對吸附性能也有影響。例如,反-丁烯就比順-丁烯二酸容易吸附;而反-均二苯基乙二醇則比順-均二苯基乙二醇難吸附等
對于一些無機鹽類,如氯化鉀、硫酸鈉等,活性炭的吸附能力很小,實際應用時往往作為不吸附處理。碘也有可能是無機物中的一個例外情況,活性炭對其具有很好的吸附能力。活性炭對其他無機物的吸附能力介于上述兩者之間,但一般都不太大。
04、多種吸附質共存的混合溶液
活性炭對多種吸附質共存的混合溶液的吸附,情況比較復雜,需要謹慎對待。通常,在一種吸附質單獨構成的純溶液中易于吸附的物質,在混合溶液中往往也能優先吸附,但也常有例外。
某些吸附質能夠改變其他特定吸附質在混合溶液中的溶解狀態,從而對其吸附性產生影響。這是導致混合溶液中各種吸附質的吸附性能發生變化的原因之一。例如,碘化鉀能增加碘在水中的溶解度,使活性炭對碘的吸附能力減少;氯化鈉能減少脂肪酸在水中的溶解度,使其吸附量增加等。
05、吸附質的電離作用和溶液的ph值
吸附質的電離作用不利于吸附。因此,在溶液中能夠電離的物質通常比不能電離的物質難吸附。但是,氫離子例外,其在某些條件下能被活性炭吸附較大的數量。
溶液的ph值對吸附也有一定的影響。用活性炭進行液相吸附時,對每一種吸附質都具有一定的最佳ph值范圍。例如,ph值小時有利于對有機酸類物質的吸附;ph值大時有利于有機堿的吸附等。
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