活性炭,吸附能力
怎样评价活性炭的吸附能力？
答：吸附分液相吸附和气相吸附两类，液相吸附能力常以吸附等温线进行评价，气相吸附能力以溶剂蒸气吸附量评价。
吸附等温线表示一定温度下吸附系统中被吸附物质的分压或浓度与吸附量之间的关系，即当保持温度不变，可测得平衡吸附量和分压或浓度间的变化关系。以剩余浓度为横轴，以活性炭单位质量的吸附量为纵轴可绘出关系曲线。
同样，当保持分压或浓度不变，可测得平衡吸附量和温度间的变化关系，绘出关系曲线，即吸附等压线。
当保持平衡吸附量不变，可测得分压或浓度间的变化关系，绘出关系曲线，即吸附等量线。
由于在工业装置中少量成分吸附大致在等温状态下进行，所以吸附等温线较为重要和常用。
例如碘吸附值的测定有采用饱和吸附量法(GB7702.7-87GB/T12496.8-1999)，也有常用的吸附等温线法(GB7702.7-1997)。该法将颗粒活性炭试样磨细到有90%以上能通过0.071mm筛孔的程度，称取干燥的定量试样与碘液充分振荡吸附后，用滴定法测定溶液残留碘量，求出每克试样吸附碘的毫克数。测定三个等温吸附点，绘制吸附等温线，取剩余碘浓度c=0.02mol/L下每克试样吸附的碘量。
溶剂蒸气吸附量表示气相吸附性能，可用颗粒活性炭的四氯碳吸附率的测定为例(GB/T7702.13-1997)，在规定的试验条件下.即规定的炭层高度、气流比速、吸附温度、测定管截面积、四化碳蒸气浓度的条件下，持含有一定四化碳蒸气浓度的混合空气流不断地通过活性炭，当达到吸附饱和时，活性炭试样所吸附的四氯碳的质量与试样质量之百分比作为氯化碳的吸附率。
活性炭应用中对于吸附能力，要重视商品活性炭所列有关的相应的指标，例如亚甲蓝吸附值、碘吸附值、焦糖脱色率、硫酸奎宁吸附值、酚吸附值或四化碳吸附率。也要参考文献中吸附量的数据，用实际拟用的活性炭、操作的条件、具体的处理物进行评价测试。
有个简便的测试方法可参考：
一步：活性炭接触时间的测定。
首先测定吸附速率，为了找出达到较大效率的接触时间，取1L样品溶液，放入2L烧杯中。加热至工艺过程的温度，搅拌下加入10g活性炭，在5，10，20，40和80min后各取烧杯里的浆、液分别滤去活性炭。测定滤液的颜色或所含的杂质。以时间为横轴，以去除颜色百分比为纵轴，绘制吸附速率曲线。从曲线上可见炭与样品溶液接触时间多长达到较高的吸附效率。通常不到30min。
第二步：各种活性炭吸附性能的比较
炭的接触时间确定后，第二步就要研究溶液中不同量的炭投料的吸附性能。
称取一系列的比较常用的各种活性炭，各投人250mL烧杯中(一般称取0.125，0.25，0.5，1.0和2.0g)。
各加入要处理的液体100mL，在工艺过程的温度下，不断搅拌维持前测得的接触时间。
同样处理不加炭的对照用空白溶液。
真空滤去活性炭。
空白溶液也同样滤去任何杂质。
以目测或分析来测定每个滤液所含的杂质，即纯度。
以活性炭投量%为横轴，以所含杂质%为纵轴，绘制得吸附等温曲线。每一种活性炭各有一条吸附等温线。
第三步：经济的活性炭的选定
在纵轴上选定可接受的所含杂质的浓度，即纯度。
划一横线与每一曲线相交，决定每一活性炭投料量。
从每一活性炭价格×每一投料量的乘积大小选出一种较经济的活性炭。
但大量使用时，还须涉及贮运、过滤和调节pH值等费用的大小。
活性炭的吸附量，即单位活性炭所吸附的吸附质的量。工业上也有称为活性炭的活性，活性有两种表示方法：
(1)静活性——即通常所指的吸附剂达到平衡的吸附量。
(2)动活性—是指流体混合物通过活性炭床层，其中吸附质被吸附，经一些时间的运作，活性炭床层流出的流体中开始出现含有一定的吸附质，说明活性炭床层失去吸附能力，此时活性炭上已吸附的吸附质的量，就称为活性炭的动活性。是设计大量的、经常的、重要的吸附系统所需的数据。
（作者：王海峰 来源：河南东万源净水材料有限公司）
