6.如何解读活性炭为何具有吸附功能呢?
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答:这要从其三大特性分别进行解读:**,孔隙具有吸附势,靠碳分子与被吸附分子的引力(主要是范德瓦斯力)而形成的,孔径越小,吸附力越强;其次,分子运动理论:1、一切物体均由分子或原子组成,分子(原子)间有间隙;2、分子(原子)是处于永不停息漫无规则的热运动状态,分子间相互碰撞很频繁,在标准状态下,甲醛分子的自由运动速度为450m/s,一个甲醛分子与其它分子每秒要碰撞109次/S(几十亿次);若贴近所研究表面的甲醛分子数密度,时时刻刻与远处的甲醛分子数密度相等,则每秒有约2.7×1027个甲醛分子(约130㎏)碰在每平方米面积上;3、分子间有相互作用力,一般表现为引力。第三,碰撞分子的直径与活性炭孔隙直径要匹配,若分子直径大于孔隙直径,则分子碰活性炭时,进不了孔隙而被弹回到空中;若分子直径远小于孔隙直径,则分子即使碰到了孔隙,也有可能跑出来,孔径越大,跑出来的概率也越大,使吸附率越小;当分子直径略小于孔径时,分子碰到孔以后难于跑出来,即被吸附了。被吸附的分子数量多,表明其吸附能力越强。经查实与计算,某些物质分子的有效直径如表1所示:
表1. 某些物质分子的平均有效直径
物质
|
氢
H2 |
水
H2O |
甲烷
CH4 |
氨
NH3 |
二氧化碳
CO2 |
氯
CL2 |
甲醛
HCHO |
碘
I |
苯
C6H6 |
甲苯
C7H8 |
二甲苯
C8H10 |
分子
直径 (nm) |
0.274
|
0.0324
|
0.414
|
0.444
|
0.460
|
0.44*
|
0.45*
|
0.48*
|
0.58*
|
0.60*
|
0.62*
|
由以上数据可知,只有孔隙直径大于0.45nm而小于2.0nm的微孔才能吸附有毒有害气体,而活性炭的这些微孔占总孔数的90%以上,所以活性炭对吸附这些有毒有害气体的效果是**理想的。