活性炭吸附剂的孔结构表征

活性炭吸附剂的孔结构表征

袁晓红，姚源，唐永良

（上海石油化工研究院物化室，上海#$!#$%）

摘要利用低温氮吸附法，对&种不同来源的活性炭吸附剂的孔结构进行了表征。结果表明：各种不同的活性炭吸附剂均具有较大的比表面积和发达的微孔；其中两种活性炭吸附性能更佳，作为吸附剂效果较好。

关键词活性炭；吸附剂；孔结构；表征

活性炭广泛应用于化学、轻工、食品和石油等工业的脱色、去臭、净化、三废处理。活性炭具有很强的吸附能力，但由于不同原料、不同厂家生产的活性炭其表面积和孔结构各不相同，故其吸附性能也各有差异。活性炭的吸附能力与其孔结构密切相关，因此研究各种活性炭孔结构的变化对了解活性炭的吸附性能很有意义。本文利用低温氮吸附法，对&种不同来源的活性炭吸附剂进行了孔结构的分析与比较，为自来水公司吸附剂的选择提供了理论依据。

!试验部分

!’!试验样品

!!"&!为不同原料，不同厂家生产&种活性炭样品。

!’#氮吸附实验

氮吸附(脱附等温线在)*+,-./,*0*+1公司生产的2*3*1-,4(#&$$型吸附仪上测定。样品在5$$6和低于&’&78!$(#9:真空度下脱气#;，然后在液氮温度（77’5<）下测定吸附量。比表面积采用=>?模型〔!〕计算，样品量为脱气后的样品净重。以@

#

吸附等温线脱附支为基准，采用=A B圆筒模型〔#〕计算各样品孔径分布数据。

#结果与结论

对&个样品进行了低温@

#

吸附的研究。各样品的氮吸附(脱附等温线见图!。从图中看出：不同样品具有不同的氮吸附(脱附等温线性质，显示出它们不同的孔结构特点。其中#!、C!、5!和& !5个样品的氮吸附等温线都比较平坦，具有#型等温线〔C〕的性质，滞后环很狭窄，显示出它们所具有的较发达的微孔特点。而!!和D!样品的吸附等温线则分别显示了$型和%型等温线的特点，均出现了较宽的滞后环。滞后环的存在，说明样品结构中含有较多的二次孔，并在其上发生了毛细孔凝聚现象，而且这两个样品的滞后环也有所不同，D!样品的滞后环更大，表明其孔分布更宽。

采用=A B圆筒孔模型法，由脱附等温线数据，得到各样品的孔径分布图和比表面积以及孔体积等结构参数（见图#和表!）。2E4*F*F〔5〕将多孔固体的细孔分为C类：孔宽小于#’$F.的孔称为微孔；孔宽在#"D$F.之间的孔称为中孔；而孔宽大于D$F.的孔称为大孔。由图#看出，#!、C!、5!和&!等5种活性炭主要由微孔组成，孔径基本集中在#F.以下，只含有少量#"D F.的中孔。而! !和D!两种活性炭样品的最可几孔径在#’5&F.左右处，除含有发达的微孔外，还含有大量分布较宽的中孔，在孔径分布曲线上出现了几个不同峰值。这与前面的氮吸附(脱附等温线成对应关系。同时由表!看出，除#!外，其他D种活性炭的比表面积均在!$$$.#／3左右。这表明：&种不同的活性炭吸附剂均具有较大的比表面积和发达的微孔；其中! !和D!样品的比表面积较大，而且孔结构组成更复杂，除了有较发达的微孔外，还存在着孔径范围较宽的中孔。孔结构的变化，反映了活性炭吸附能力的不同。活性炭作为水处理吸附剂时，要求比表面积达到!$$$.#／3左右，且微孔和中孔均较发达。比较各样品的试验结果可以得出：!!和D!两种活性炭吸附性能更佳，作为吸附剂效果较好。

第&卷专辑#$$$年!$月

中国粉体技术

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L+0-4/,#$$$图!各样品的氮吸附"

脱附等温线

图#各样品的孔径分布

$结论

（!）本文所研究的%种活性炭吸附剂均具有较大的比表面积和发达的微孔；

（#）!!和&!两种活性炭不仅有较发达的微孔，而且还有分布较宽的中孔，作为吸附剂效果较好。

表!催化剂的孔结构参数

样品编号

’()比表面积

／*#+"!

孔体积

／,*$+"!

最可几孔径!

-* !!./%0//10%$.#02%

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