活性炭对四氯化碳蒸气吸附机理的研究

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1、活性炭对四氯化碳蒸气吸附机理的研究.朱水兰周立（中国林科院林产化工研究所南京210037）摘要本文研究了活性舅对四氯化碳蒸气吸附的反应机理，着矗从温度、压力和混合气体流董3个方面进行了探讨.关键词活性臭四氯化碳吸附机理a.装炭量b.混合气体流量c・吸附温度d・吸附时间e・四氯化碳蒸气浓度活性炭对四氯化碳蒸气的吸附是衡量活性炭活性的一个标志，它基本上是活性炭孔隙容积的一个量度。通过活性炭对四氯化碳蒸气的吸附能够确定活性炭的活化程度，所以国外活性炭行业均把这项指标列为检验活性炭吸附性能的主要指标之一。随着我国活性炭事业的发展，活性炭的岀口量谡

2、年增犬。在颗粒活性炭的出口中，买万均展岀诙项指标的最低值•同时在进口的颗粒炭中（例如石化行业需进口浸铁活性炭、脱氧活性炭等）,卖方也在技术要求这栏中明确指岀四氯化碳吸附值。所以这项技术要求对颗粒活性炭来讲是一项巫要的指标・而我国活性炭行业对这项指标的检验还是比较陌生，对其反应机理的探讨就更少了。针对活性炭出口贸易中的这个问题，我们进行了专题研究。1材料与方法11材料活性炭试样采用1994年6月〜1995年4月之间各企业送到林业部林化产品质检站检验的部分颗粒活性炭样品。样品的编号及特征见表1。12方法采用美国国家标准，即美国国家标准研究所A

3、NSI/美国材料试验学会ASTMD3467〜88.概括地讲，整个吸附系统由3部分组成:①空气净化系统:室温操作;②四氯化碳表1试样的牯征样品编号活化方医原料形状1水蒸气活化io〜23目2水找气活化8-16S3烟道吒活化8〜16目4水班气沽化10〜24目■水蒸气活化白炭24〜60目6水蒸气活化煤柱状7水療代活化煤注状蒸气发生系统：0±FC操作『③吸附系统：25土「C操作。主要试验条件:10g左右1670±15ml/min25±TC30min,以后每隔10min称量一次，直至吸附达到平衡250±10mg/L2结果与讨论活性炭对四氯化碳蒸气的吸

4、附属于动态平衡吸附,该吸附系统属于双组分体系。由于活性炭对纯净空气的吸附量小到可以忽略不计，所以我们仍然把它认为是单一成分体系•收稿日期.1995-05-15温度（C）平術吸附・2・4*2632.032.535.23&5的吸附平衡。一般而言，平衡吸附量q是由平衡时的温度、压力所决定，即q=/（T,P）・因为该吸附系统是一动态吸附系统，平衡吸附量与混合气体流最是否也有关系？本着这个问题，就温度、压力、混合气体流量这三参数进行了研究。2.1吸附温度的形响研究的是整个系统中的第3部分即吸附系统中的吸附温度。因为平衡吸附量q是披吸附质的分压或浓度

5、和温度的函数:q=/（T,P）.在恒定分压的情况下q=/（T）P,吸附量仅是温度的函数.吸附温度的变化一定会引起平衡吸附量的变化.在实验中我们恒定四氯化碳蒸气的浓度和混合气体的流量，仅改变吸附温度，便得到一组数据列于表2・枚2平衡吸附童与吸附温度的关*2140.843.02744.8表2表明，随着吸附温度的升高，吸附量逐渐增大。由此可知这时吸附是物理吸附与化学吸附同时存在.因为化学吸附速度一般较小，在低温时不易达到平衡,而升高温度会使吸附速度增快，所以化学吸附在低温时常岀现吸附直随温度升高而增加的情况.直到真正达到平衡以后，吸附量才又随温

6、度的升高而下降。而物理吸附没有这种现象。物理吸附速度快，很容易达到平衡。所以活性炭对四氯化碳蒸气的吸附是物理吸附与化学吸附井存•也正因为化学吸附很慢,在该吸附系统的条件下（前后2次称量差为10mg即认为达到平衡）吸附还没有达到真正的平衡，但已在本系统的吸附误差范围内•2.2四氮化疾蒸气分压的彭响研究的是整个系统中的第二部分即四氯化碳蒸气发生系统。表3四氯化碳蒸气分压与吸咐温度的关A温度（C）饱和療气压（mmHg）032.9209140215.860450.8随着温度的升高，四氯化碳的饱和蒸气压迅速上升.而四氯化碳蒸气分压的大小完全取决于四

7、氯化碳蒸汽发生瓶的温度。在实验中我们保持其它参数不变，仅改变四氯化碳蒸气发生瓶的温度，得到一组对应的四氯化碳蒸气浓度值.见表仁表4四氮化尖茨弋浓度与温度的关来恠度

8、后当浓度足够高时，曲线接近一条平行于横轴的直线.在本标准规定条件下，平衡吸附量的测定是在低浓度部分进行，所以随着四氯化碳蒸气浓度升高，平術吸附量迅速增大.©1994-2013ChinaAcad