活性炭的吸附性能【易炭知识】

活性炭作为一种广泛使用的吸附剂，其孔隙结构发达，比表面积大，具有卓越的吸附性能。那么活性炭是如何发生吸附的？

吸附是发生在相互接触两相界面上的现象。当两相接触时，两相的界面上出现一个组成不同与两相中任何一相的区域之现象叫做吸附，界面上物质浓度增加的现象叫做正吸附，反之为负吸附（通常所说的吸附是指正吸附）。

相互接触的两相有三种情况，即为固相与液相、固相与气相或者液相与气相三种。活性炭是固体，因此活性炭的吸附有液相吸附和气相吸附两种类型。

吸附时，能将其他物质聚集在自己表面上的物质叫做吸附剂，活性炭就是吸附剂。聚集在吸附剂表面上的物质叫做吸附质。吸附在吸附剂表面上的物质脱离吸附剂表面的过程叫做脱附或解吸。

吸附的作用力

活性炭的吸附作用源于其表面的离子或原子所处的状态与内部不同。处于固体内部的离子或原子，通过与周围其他的离子或原子的相互作用，价键力呈饱和状态，而处于固体表面的离子或原子，有一部分裸露在外界空间，价键力没有达到饱和状态，具有剩余价键力。因此外界存在的其他分子就会被固体表面吸引聚集在表面上，即发生了吸附作用。

固体吸附剂与吸附质之间的作用力有分子间的引力和化学键力两种。根据作用力性质的不同，吸附作用有物理吸附和化学吸附两种类型：

一、物理吸附

当吸附剂与吸附质之间的作用力是分子间引力（即范德华力）时，称作物理吸附。

物理吸附是可逆性吸附，在一定条件下达到吸附平衡状态的体系，当改变外界条件，已经吸附在吸附剂表面的吸附质又可以从吸附剂表面离开而脱附。也就是说物理吸附时，活性炭的表面在吸附、脱附过程中与吸附质不发生化学反应，脱附后的吸附剂表面又恢复到原来的状态，吸附质的性质也不发生变化。

在工业领域中用活性炭回收有机溶剂就是物理吸附的例子，通常低温吸附高温解吸，或者高压吸附低压解吸。活性炭在气相中的吸附，大多属于物理吸附。

二、化学吸附

当吸附剂与吸附质之间的作用力是化学键力时，发生化学吸附。

此时，吸附质与吸附剂表面的离子或原子之间通过化学键而形成化学结合，即发生了化学发应。化学吸附是不可逆吸附，脱附以后，活性炭的表面状况不能恢复到原来的状态，吸附质的化学性质也发生了变化。活性炭在高温下吸附气体物质或者吸附水溶液中的物质时，往往发生化学吸附。

物理吸附与化学吸附的主要特征对比：