活性炭对空气净化作用及特性介绍

 

 

随着科学技术的迅猛发展，以及装修后室内环境污染的普遍关注，人们对传统的吸附性材料活性炭的性能要求也越来越高，利用活性炭净化空气的方法，已被广泛应用于空气污染治理中，但市场上销售的大多为单纯的活性炭，仅依靠活性炭的物理吸附作用，容易产生脱附，会造成二次污染。

 

活性炭的种类：活性炭的种类很多。因其原料、用途、形状、制造工艺过程、产品性能不同，活性炭的差别很大，分类的方法也很多。

活性炭通用的分类方法，按活性炭的外部形状分为粉状活性炭和颗粒活性炭两大类。粉状活性炭是经过磨粉加工到一定细度，多为木质活性炭；颗粒状活性炭的规格较多，如圆柱状活性炭、无定形粒状活性炭、球形活性炭。此外还有空心柱形活性炭和空心球状活性炭等。

 

为增强活性炭在室内甲醛治理中的功能，需要对其进行改性处理。我们通过化学氧化、还原以及负载等改性方法，可使活性炭的表面化学性质发生改变，选择吸附极性不同的空气污染物。通过对活性炭吸附剂进行化学改性，除了增大活性炭的比表面积和得到适宜的孔径分布外，同时还改变了其表面化学结构和表面官能团，增强了与甲醛等有害化合物化学吸附性能。

 

普通活性炭存在比表面积小、孔径分布较宽和对室内空气中多组分、低含量、不同活性基团和各种有机、无机污染物的吸附选择性能不足等缺陷，已远不能满足室内环境污染治理的要求。对活性炭进行改性，使之功能化已成为活性炭发展的必然趋势。单位的小编告诉大家通常采用工艺控制和后处理技术对活性炭的孔隙结构进行调整，对表面基团进行改性，进而提高其吸附和催化性能，国内外学者针对室内环境污染物的吸附和净化能力，对活性炭孔结构和表面化学性质的改性方面进行了研究很多，新型功能型活性炭成为研究开发和实际应用的主流，同时也为活性炭在室内环境污染治理方面开辟了新的用途。

 

活性炭的主要性质

活性炭是一种优良吸附剂，活性炭的应用很早、很广泛，它的孔隙十分丰富，有很大的表面积，为500～1800m²/g，因为活性炭具有优异的吸附能力，其平均孔径为15～25 um，热容为0.835~1.254kJ/（kg.K）。

 

活性炭材料的结构比较特别，从晶体学角度看，属于非结晶性物质，活性炭是由各种含碳物质干着碳化，并经活化处理而得到的，是由微细的石墨微晶和将这些石墨微晶连接一起的碳氢化合物组成，其固体部分之间的间隙，形成,活性炭材料的孔隙，赋予活性碳材料特有的吸附性能。碳化温度一般低于837K,活化温度为1123～1173K。通常活化剂为水蒸气或热空气。

 

吸附特性：当活性炭在空气中吸附含有VOCs的气态混合物时，其利用活性炭固体表面存在的未平衡的分子吸引力或化学力，把空气中的VOCs组分吸附留在活性炭固体表面，这种分离过程称为活性炭吸附法，根据活性炭吸附剂和VOCs组分中吸附质之间发生吸附作用力的性质，通常将吸附分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附主要是分子之间的范德华力起作用，吸附质与吸附剂的结合较弱，过程可逆。通常当室内温度提高时，被活性炭吸附的VOCs组分便会析出。部分被吸附的分子获得一定的能量(温度升高)后即可脱离活性炭固体表面，这一过程称为脱附。

活性炭是一种选择性吸附，即一种吸附剂只对特定的几种物质有吸附作用。化学吸附过程的热效应较强(吸附热约为84～420kj/mol)，吸附质与吸附剂结合比较牢固，必须在高温下才会脱附、化学吸附比物理吸附推动力更大，结合更牢固。化学吸附是由吸附剂和吸附质问的化学键力而引起的，在化学吸附过程中，吸附剂和吸附质之间发生化学反应。所以对室内环境中的有害污染物，化学吸附更可靠。当活性炭吸附气体饱和后，其处于动态平衡状态，表现为被吸附质的量不再增加。从而失去吸附功能需要再生，将被吸附质从活性炭孔隙中用加热或化学解吸等方式解吸出来。