無煙煤濾料吸附原理無煙煤濾料是含碳材料經(jīng)粉碎、篩選后，放在炭化高效活化爐內(nèi)進(jìn)行高溫催化或化學(xué)催化，使碳表面與內(nèi)部生成大量的相互串通的小孔，形成縱橫交錯的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，再經(jīng)過酸洗或水洗、烘干而制成的。無煙煤濾料外觀為暗黑色，具有良好吸附性能，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可耐強(qiáng)酸及強(qiáng)堿，能經(jīng)受水浸、高溫，且其密度比水小，是一種多孔的疏水性吸附劑。無煙煤濾料具有發(fā)達(dá)的微孔構(gòu)造和巨大的比表面積，它包括許多種具有吸附能力的碳基物質(zhì)，能夠?qū)⒃S多化學(xué)物質(zhì)吸附在其表面上。通常活性炭顆粒中的孔隙占顆粒總體積的70%---80環(huán)。這些孔隙形狀多樣，孔徑分布范圍很廣，由孔隙直徑大小分為只類:大孔(直徑≥50nm)，約占總孔容積的10%-30%；微孔(直徑≤2nm)約占總孔容積的60%--90%；中孔又稱過渡孔(2nm≤直徑≤50nm)，約占總孔容積的5%--7%。孔隙平均直徑約為1.5nm。細(xì)孔壁的總表面積即比表面積一般高達(dá)500--1500m2 /g。這就是無煙煤濾料吸附能力強(qiáng)、吸附容量大的主要原因。無煙煤濾料的吸附機(jī)理主要是物理吸附，首先，孔隙具有吸附勢，靠碳分子與被吸附分子的引力(主要是范德華力)而形成的，孔徑越小，吸附勢越強(qiáng)。其次，分子運(yùn)動理論： 一切物體均由分子或原子組成，分子(原子)間有間隙； 分子(原子)是處于*不停息漫無規(guī)則的熱運(yùn)動狀態(tài)。分子間相互碰撞很頻繁； 分子間有相互作用力，一般表現(xiàn)為引力。 *后還有一點(diǎn)原因，碰撞分子的直徑與無煙煤濾料孔隙直徑要匹配，若分子直徑大于孔隙直徑，則分子碰濾料時，進(jìn)不了孔隙而被彈回到空中；若分子直徑遠(yuǎn)小于孔隙直徑，則分子即使碰到了孔隙，也有可能跑出來，孔徑越大，跑出來的概率也越大，使吸附率越小；當(dāng)分子直徑略小于孔徑時，分子碰到孔以后難于跑出來，即被吸附了。被吸附的分子數(shù)量多，表明其吸附能力越強(qiáng)。除了孔徑的影響外，無煙煤濾料的吸附作用還與其表面化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。除碳元素外，還含有灰分和化學(xué)鍵結(jié)合的元素。化學(xué)鍵結(jié)合的元素，如氫和氧與碳以化學(xué)鍵結(jié)合，而使炭表面形成很多氧化物和有機(jī)官能團(tuán)，從而與吸附質(zhì)分子發(fā)生化學(xué)作用，表現(xiàn)出選擇吸附特性。 無煙煤濾料吸附技術(shù)一般是用來去除水中的溶解有機(jī)物，對相對分子質(zhì)量在500-3000的有機(jī)物去除效果*好，大部分比較大的有機(jī)物分子、芳香族化合物、鹵代烴等都能夠牢固吸附在濾料表面上或孔隙中，并且腐殖質(zhì)、合成有機(jī)物也能被炭吸附去除。實踐證明，無煙煤濾料可降低總有機(jī)碳(TOC)、總有機(jī)鹵化物(TOX)和總?cè)u甲烷(TTHM)等指標(biāo)。但無煙煤對有機(jī)物的去除也受有機(jī)物特性的影響，同樣大小的有機(jī)物，無煙煤濾料對溶解度小，親水性差，極性弱的有機(jī)物其有較強(qiáng)的吸附能力。 影響無煙煤濾料去除效果的主要影響因素 濾料的性質(zhì)：由于制造時使用的原料加工方法和活化條件的不同，導(dǎo)致不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，例如粒徑、比表面積、孔隙的大小和分布、表面的官能團(tuán)等。在水處理中一般選擇比表面積較大，粒徑在8---30目之間，孔徑在2nm≤直徑≤50nm之間較為理想。 吸附質(zhì)的性質(zhì)：無煙煤對不同吸附質(zhì)的吸附量均不相同，一般認(rèn)為與溶質(zhì)在溶劑中的溶解度有關(guān)，溶解度越小，越容易被吸附。無煙煤濾料是非極性的吸附劑，容易在溶液中吸附非極性或者極性小的溶質(zhì)，尤其對芳香族化合物有很好的吸附效果。當(dāng)有多組分的吸附質(zhì)存在時，由于性質(zhì)的不同，吸附質(zhì)之間會產(chǎn)生相互作用，這個相互作用有可能對吸附產(chǎn)牛促進(jìn)、抑制或者互不下擾的效果。 溶液pH值的影響：溶液的pH值影響化合物的離解度和溶解度，從而影響濾料對其他離子的吸附，一般情況下pH值較高時吸附效果不好。 溫度的影響：吸附過程中會產(chǎn)生吸附熱，吸附熱越大，溫度對吸附的影響就越大。溫度高時，溶解度變大，不利于吸附。
