活性炭是什么东西 木炭能代替活性炭吗

解读活性炭：污水处理中的吸附奇迹

在污水处理项目中，一个常见而又不可或缺的元素就是“活性炭”。让我们今天深入了解一下：什么是活性炭？它具有哪些引人注目的特性？

活性炭是一种多才多艺的吸附剂，它以木炭、竹炭、各类果壳和优质煤等为原料，经过物理和化学方法的精细加工而成。活性炭兼具物理吸附和化学吸附的双重特性，它能够选择性吸附气相和液相中的各类物质，从而达到脱色、精制、消毒、除臭以及去污提纯等多种目的。

活性炭的微妙结构使其具有卓越的吸附性能。其微晶结构虽无规则排列，但在活化过程中却形成了形态各异、大小不均的孔隙。按照IUPAC的分类标准，这些孔隙可分为微孔（小于1.0nm）、中孔（1.0-25nm）和大孔（大于25nm）。这些孔隙，尤其是微孔，为活性炭提供了巨大的表面积。

在活性炭的表面积中，高达95%以上都集中在微孔中，这表明微孔对于活性炭的吸附性能至关重要。中孔不仅为吸附物提供了进入微孔的通道，同时还能直接吸附较大的分子。而大孔则负责快速引导吸附质分子深入活性炭内部的较小孔隙。

探究影响活性炭吸附的主要因素

由于活性炭在水处理过程中的吸附作用涉及复杂的原理和过程，因此存在多种影响因素。这些因素主要包括活性炭的性质、水中污染物的性质以及处理过程中的操作条件等。

活性炭的性质

用于水处理的活性炭应满足三项关键要求:

活性炭的吸附能力主要与其比表面积相关。比表面积越大，微孔数量越多，能吸附在孔壁上的物质就越多。吸附速度与粒度和孔径分布密切相关。水处理用的活性炭应具备发达的过渡孔（半径2.0-100mm），以利于吸附质向微孔中扩散。活性炭的粒度越小，吸附速度越快，但水头损失也会相应增大，通常最佳的粒度范围在8-30之间。

污染物的性质

不同种类的污染物在同一种活性炭上的吸附能力有很大差异。

溶解度: 溶解度越小的物质越容易被活性炭吸附。例如，对于有机酸的吸附顺序是随链的增长而溶解度降低，而活性炭的吸附容量则随分子量的增加而增加。

分子大小与化学结构: 吸附质分子的尺寸和化学结构对吸附也有显著影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响，所以当吸附质的分子大小与活性炭的孔径大小匹配时，最有利于吸附。不饱和键的有机物比饱和键的有机物更易被吸附，而族有机物相比脂肪族有机物更易于被活性炭捕获。

极性: 活性炭作为一种非极性吸附剂，对非极性物质的吸附能力要强于极性物质。

浓度影响: 在一定范围内，随着溶液浓度的增加，活性炭的吸附容量也会增大。

其他因素如溶液pH值、溶液温度以及多组分共存等

这些因素同样对活性炭的吸附效果产生影响。例如，溶液pH值的变化会影响化合物的离解度、胶体物质的带电情况以及活性炭对离子的吸附。在处理过程中，溶液的温度和搅拌速度也会对吸附产生影响。

了解这些影响因素并合理地运用它们，能够更有效地利用活性炭进行污水处理。这不仅需要深厚的理论知识，还需要在实际操作中不断摸索和总结经验。