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活性炭吸附的作用力来源

作者:天旭活性炭 时间:2014-09-14 来源:本站原创
摘要:活性炭要产生吸附作用,必然会有吸附作用力的存在。吸附作用力是指吸附剂与吸附质之间的能量方面的相互作用,承担这种相互作用的是电子。在发生吸附时,随着吸附剂表面和吸附质分子中的性质不同,其香花作用的组合状况也不同。吸附过程相互作用力分为五类:伦

       活性炭要产生吸附作用,必然会有吸附作用力的存在。吸附作用力是指吸附剂与吸附质之间的能量方面的相互作用,承担这种相互作用的是电子。在发生吸附时,随着吸附剂表面和吸附质分子中的性质不同,其香花作用的组合状况也不同。吸附过程相互作用力分为五类:伦敦分散力相互作用、偶极子相互作用、氢键、静电吸引力和共价键。

       伦敦分散力是伦敦(F.London)发明的力,是五种相互作用力中最弱的。伦敦分散力普遍存在于原子、分子间,包括惰性原子、分子间也都存在。是活性炭吸附中非常重要的吸附作用力。由于其与可见光和紫外光领域中的光分散有关,所以称之为分散力。

除了伦敦分散力之外,偶极子香花 也是一个相当微弱的相互作用力。表面上负电性不同的院子化学结合在一起时,由于负电性的差异导致对电子吸引强弱的不同产生电子的偏移,电子向负电性较大的一边集中分布,于是在相互结合的原子之间产生称作偶极矩的极矩。在有 偶极子的表面原子组或者有极性的表面官能团与具有偶极子的分子之间,引发利的作用,这种力就叫做偶极子的相互作用诱导力。伦敦分散力和偶极子诱导力属于范德华力范畴。

       氢键的强度一般为范德华力的5~10倍,其产生与一个氢原子与连个以上的其他原子几个的过程中。通常,固体表面上多少存在一些类似于氨基等具有氢原子的极性官能团。这些官能团中的氢原子易于吸附分子中负电性大的氧、氮、硫等非共价电子对形成直线的氢键。同样,表面官能团中的氧、氮、氟等原子中非共价电子对的存在,时期易于吸附分子的极性官能团的氢原子形成氢键。

       静电引力是很强的相互作用。目前对于产生电位的机理还不是很清楚,但即使固体、液体等是绝缘体。接触时表面仍会产生静电,电能少但却能形成很强的电场。因此,这种表面经常带电的结果就使在发生吸附时产生了静电吸引力。

       表面能够发生氧化、还原、分解等反应的吸附剂,容易与吸附质之间形成共价键,是非常强有力的吸附作用。

       活性碳通过氧化、还原等手段进行处理,改变其表面官能团的性质,比表面积以及孔径。但是由于置换基的种类以及浓度能够改变表面的化学性质和物理性质,所以能够选择合适于从多种溶剂、溶质所组成的溶液中选择性地吸附某种溶质的表面。



 

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