活性炭的结构和净化空气性能研究

xlida

活性炭是一种碳类，是一种新型高效纤维吸附材料，其是墨色的无定形碳素物质。活性碳分 子互相重叠，并且其罗列结构呈三角形，具有很强的稳定性。活性炭是非晶体物质，对大气污染物具有极强的吸附作用。活性碳是石墨微晶，活性炭内部的结构比较 复杂，但其微孔结构比较发达，碳分子之间有可以让其他分子通过的细孔，活性碳的直径比较小，所以增加了其对其他物质的吸附面积，吸附力较强，自洁能力很 强，可以重复使用。同时活性碳并不容易让所吸附的污染物扩散，保证其自身的吸附效果。

　　活性碳一般对SO2、NOX、CO、H2S、VOCS等气体的吸附功能较强，另外对NH3、有机废气和氙气的吸附能力也很强。活性碳的吸附分为 物理吸附和化学吸附，活性碳的物理吸附功能是指，活性碳的物理吸附是指活性碳可以吸附空气中的粉尘和其他颗粒，达到净化空气的作用。而化学吸附是指活性碳 吸附空气中的二氧化硫等化学污染物质，从而产生化学反应，降低空气中二氧化硫等物质的含量，稳定空气中的PH值。在现代的工业生产的废气中，主要成分 是：SO2、NOX。这两种污染物质对大气和人体的危害极大，以下笔者从两个方面来阐述活性碳的化学吸附功能。从总体来讲，活性碳的主要化学吸附功能分为 活性碳脱硫功能以及活性碳脱硝功能。

　　(1)活性碳的脱硫功能。活性碳脱硫功能的原理是：空气中的二氧化硫被活性碳吸附在表面，在氧化的作用下，SO2被氧化成SO3，并且在被活性 碳所吸收的水分的作用下，生成了硫酸，从而消除了空气中的二氧化硫的含量。活性碳作为脱硫剂可以循环使用，日本是最早把活性碳作为重复利用的脱硫催化剂进 行使用的国家，并且相关研究发现，活性碳在适当温度和湿润的环境下能够充分的与SO2进行化学反应，脱硫的效果更好。在现代工厂中，把排放的带SO2的工 业废气通过炭床，达到废气脱硫的效果，将反应后的产物硫磺保存下来投入其他的生产。活性碳脱硫的技术起步在我国比较晚，如果对活性碳进行酸碱成分的改良， 消减可溶性物质的含量，提高活性碳的吸附面积，同时可以利用金属与SO2间较强的结合力来提高吸附性能。

　　(2)活性碳的脱硝功能。活性碳的脱硝功能的原理是：活性碳脱硝的过程是一种催化氧化的过程，具体来说活性碳吸附废气中的NO，在有氧的状态 下，NO被氧化成NO2，同时在遇到活性碳的吸附面时，也会容易被氧化，并且在吸附表面水分充足或者空气中水分充足的条件下，由于NO2易溶与水，并且在 活性碳吸附NO后在负载金属的催化中，NO中的N转化成N2，并且在水分子作用下，NO2会与水产生化学反应，产生HNO3，这样就通过活性碳改变NO有 毒性质，降低了空气中的NO含量，达到净化空气的效果。在实际的氧化过程中，活性碳作为一种催化剂，其上面的微孔促进了NO与氧气的化学反应。活性碳的脱 硝功能应用相对较晚，但是几年来很多研究在如何增强活性碳的脱硝效率方面都取得了不小的进步，通过观察，活性碳的微孔无论对脱硫或者脱硝都有的重要的意 义，所以在活性碳的酸碱性上做了些改动并已经收获了成效。但是目前，工厂对SO2和NOX的处理是单独分开的，相信在不久的将来这种情况会有更好的改观。

　　(3)另外，活性碳对于其他气体污染物的吸附效果也很显著。活性碳的吸附作用和催化作用都十分明显，所以，对吸附CO、H2S还有易挥发的 VOC、甲醛、苯、苯乙烯都有很显著的效果。并且研究发现，通过对活性碳性质的改良以及改变其金属负载可以有效的提高其吸附的功能和催化功能，并且其可以 作为光催化剂吸附低浓度的污染物，提高催化反应的效率，并且能够延长活性碳的使用寿命。

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谢谢楼主分享

zhenanquan

活性炭是好东西，家里用了不少。