活性炭的特性，作用原理及其应用

活性炭介绍活性炭是以优质椰子壳、核桃壳、杏壳、桃壳为原料，经系列生产工艺精制而成，外观呈黑色颗粒状。优点是孔隙结构发达，比表面积大，吸附性能强，库层阻力小，化学性能稳定，易再生。适用于高纯度的生活饮用水、工业用水和废水处理的深度净化脱氯、脱色、除臭和黄金提炼等方面。

活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 是一种极优良的吸附剂, 每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多. 而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成. 其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其結构则为炭形成六环物堆积而成。 由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。

活性炭可由许多种含炭物质制成，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。活性炭的制造基本上分为两过程，第一过程包括脱水及炭化，将原料加热，在170至600℃ 的温度下干燥，並使原有的有机物大約80％炭化。第二过程是使炭化物活化，这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的，在吸热反应中主要产生由CO及H2组成的混合气体,用以燃烧加热炭化物至适当的溫度（800至1000℃），以烧除其中所有可分解的物质，由此产生发达的微孔結构及巨大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。

活性炭的孔隙按孔径的大小可分為三类。 大 孔：半径 1000 - 1000000 A。 过渡孔：半径 20 - 1000 A。 微 孔：半径 - 20 A。

由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。木质活性炭一般具有最大的孔隙半径，它们用於吸附较大的分子，並且几乎专用于液相中。在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的，称为木炭。煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。

在煤质活性炭中，褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径，因此能有效地除去水中大分子有机物。

一般在水处理中使用的活性炭，其表面积不一定过大，但是应具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔徑。日本市埸售一些液相用的活性炭具有以下特性：比表面积为850至1000m2/g，孔隙容积为0.88至1.5ｍl／g，平均孔隙半径為40至50A。

活性碳功能简介：

活性炭有高效空气净化功能，活性炭可以营造舒适清净环境，活性炭更呵护人体健康，活性碳是看不到的空气过滤网，活性炭是以其物理吸附和化学分解相结合的功能，分解空气中的甲醛、氨、苯、香烟、油烟等有害气体及各种异味，尤其是致癌的芳香类物质，活性碳具有极强的吸附能力,是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体，很容易与空气中的有害气体充分接触，活性碳利用自身孔隙吸附将有害气体分子吸入孔内，吹出清爽干净的空气。所以家庭的合作伙伴离不开活性炭。

活性炭的应用

活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面，如石化行业的无碱脱臭（精制脱硫醇）、乙烯脱盐水（精制填料）、催化剂载体（钯、铂、铑等）、水净化及污水处理；电力行业的电厂水质处理及保护；化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制；食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色；黄金行业的黄金提取、尾液回收；环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化；以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等。活性炭在未来将会有极好的发展前景和广阔的销售市场。

活性炭吸附性

吸附性质是活性炭的首要性质。活性炭具有像石墨晶粒却无规则地排列的微晶。在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙，假定活性炭的孔隙是圆筒孔形状，活性炭按一定方法计算孔隙的半径大小可分为二类：

(1) 按IUPAC分：

微孔 <1.0nm

中孔 1-25nm

大孔 >25nm。

(2) 按习惯分：

微孔 <150nm

中孔 150-20 000nm

大孔 >20 000nm。

由于这些孔隙，特别是微孔提供了巨大的表面积。

活性炭微孔的孔隙容积一般只有0.25-0.9mL/g，孔隙数量约为1020个/g,全部微孔表面积约为500-1500m2/g，通常以BET法测算，也有称高达3500-5000 m2/g的。活性炭几乎95%以上的表面积都在微孔中，因此除了有些大分子进不了外，微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容积一般约为0.02-1.0mL/g，表面积最高可达几百平方米，一般只有活性炭总蚕种的约5%。其作用能吸附蒸汽，并能为吸附物提供进入微孔的通道，又能直接吸附较大的分子。

大孔的孔隙容积一般约为0.2-0.5 mL/g，表面积只约0.5-2 m2/g，其作用一是使吸附质分子快速深入活性炭内部较小的孔隙中去；二是作为催化载体时，催化剂常少量沉淀在微孔内，大都沉淀在大孔和中孔之中。

所提的活性炭表面积理应包括内表面积和外表面积，事实上吸附性质主要来自巨大的内表面积，因此不能误认为：把活性炭研碎磨细会明显提高表面积从而提高吸附力。

很多吸附是可逆的物理吸附，即被吸附物为流体，在一定温度和压力下被活性炭吸附，在高温低压下被吸附物又解吸出来，活性炭内表面恢复原状。这是广泛应用的物理吸附，学术上又称为范德华吸附。

活性炭吸附原理

[1]活性炭是一种很细小的炭粒 有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）碰到毛细管被吸附，起净化作用。活性炭的表面积研究是非常重要的，活性炭的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T 19587-200

4）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400比表面积测试仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器（兼备直接对比法），更重要的F-Sorb 2400比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳定性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果精确性。

活性炭对各气体的吸附能力（单位：ml/cm3)：

H2、 O2、N2、Cl2、CO2

4.5 、35、11、494、97

影响活性炭吸附的主要因素

①活性炭吸附剂的性质

其表面积越大，吸附能力就越强； 活性炭是非极性分子，易于吸附非极性或极性很低的吸附质；活性炭吸附剂颗粒的大小，细孔的构造和分布情况以及表面化学性质等对吸附也有很大的影响。 ②吸附质的性质

取决于其溶解度、表面自由能、极性、吸附质分子的大小和不饱和度、附质的浓度等 ③废水PH值

活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中有较高的吸附率。

PH值会对吸附质在水中存在的状态及溶解度等产生影响，从而影响吸附效果。

④共存物质

共存多种吸附质时，活性炭对某种吸附质的吸附能力比只含该种吸附质时的吸附能力差 ⑤温度

温度对活性炭的吸附影响较小

⑥接触时间

应保证活性炭与吸附质有一定的接触时间，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。

活性炭化学性

活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构，又取决于化学组成。

活性炭不仅含碳，而且含少量的化学结合、功能团开工的氧和氢，例如羰基、羧基、酚类、内酯类、醌类、醚类。这些表面上含有的氧化物和络合物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化时、活化后由空气或水蒸气的作用而生成。有时还会生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集中到活性炭里成为灰分，灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类，如碳酸盐和磷酸盐等。 这些灰分含量可经水洗或酸洗的处理而降低。

活性炭催化性

活性炭在许多吸附过程中伴有催化反应，表现出催化剂的活性。例如活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫。

由于活性炭有特异的表面含氧化合物或络合物的存在，对多种反应具有催化剂的活性，例如使氯气和一氧化碳生成光气。

由于活性炭和载持物之间会形成络合物，这种络合物催化剂使催化活性大增，例如载持钯盐的活性炭，即使没有铜盐的催化剂存在，烯烃的氧化反应也能催化进行，而且速度快、选择性高。 由于活性炭具有发达的细孔结构、巨大的内表面积和很好的耐热性、耐酸性、耐碱性，可作为催化剂的载体。例如，有机化学中加氢、脱氢环化、异构化等的反应中，活性炭是铂、钯催化剂的优良载体。

活性炭机械性

(1)粒度：采用一套标准筛筛分法，求出留在和通过每只筛子的活性炭重量，表示粒度分布。

(2)静观密度或堆密度：饮食孔隙容积和颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。

(3)体积密度和颗粒密度：饮食孔隙容积而不饮食颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。

(4)强度：即活性炭的耐破碎性。

(5)耐磨性：即耐磨损或抗磨擦的性能。

这些机械性质直接影响活性炭应用，例如：密度影响容器大小；粉炭粗细影响过滤；粒炭粒度分布影响流体阻力和压降；破碎性影响活性炭使用寿命和废炭再生。

活性炭应用

增加活性炭目数与毫米对应表内容以及相关网站.并非作广告.对消费者有很多帮助.现在活性炭都是按照目来说的,但大家不知道目其实可以换成毫米的.

活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面，如石化行业的无碱脱臭（精制脱硫醇）、乙烯脱盐水（精制填料）、催化剂载体（钯、铂、铑等）、水净化及污水处理；电力行业的电厂水质处理及保护；化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制；食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色；黄金行业的黄金提取、尾液回收；环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化；以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等。活性炭在未来将会有极好的发展前景和广阔的销售市场。 活性碳主要用途﹕

1.用于液相吸附类活性碳

?自来水，工业用水，电镀废水，纯净水，饮料，食品，医药用水净化及电子超纯水制备。 ?蔗糖、木糖、味精、药品、柠檬酸、化工产品、食品添加剂的脱色、精制和去杂质纯化过滤 ?油脂、油品、汽油、柴油的脱色、除杂、除味、酒类及饮料的净化、除臭、除杂

?精细化工、医药化工、生物制药过程产品提纯、精制、脱色、过滤。

?环保工程废水、生活废水净化、脱色、脱臭、降COD

2.用于气相吸附类活性碳

?苯、甲苯、二甲苯、丙酮、油气、CS2等有机溶剂吸附与回收。

?香烟过滤嘴、装修除味、室内空气净化（甲醛，苯等的去除），工业用气的净化（如CO2、N2等)

?石化行业生产、天然气净化、脱硫、除臭、废气的治理

?生化、油漆工业、地下场所、皮革工厂、动物饲养场所的空气净化、脱臭。

?烟道气的臭气吸附、硫化物吸附，汞蒸汽的去除，降低戴奥辛的生成。

3.用于高要求领域活性碳

?催化剂及催化剂载体（钯炭催化剂、钌炭催化剂、铑炭催化剂、铂炭催化剂），贵重金属催化剂及合成金刚石、黄金提取。

?血液净化、汽车炭罐、高性能燃料电池、双电层超级电容器、锂电池负极材料、贮能材料、军事、航天等高要求领域。

活性碳服务﹕

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第二篇：活性炭室内空气净化的吸附应用原理

活性炭室内空气净化的吸附应用原理

发布时间：2008-1-11 浏览次数：44

摘要：活性炭吸附材料对室内气态污染物具有优秀的吸附性能,活性炭过滤器逐渐应用于民用建筑空调系统中。本文简要介绍了活性炭的发展历史、分类、结构、性质,以及活性炭吸附室内污染物的物理和化学作用机理；同时对活性炭所去除的污染物种类也作了简要概括。

关键词：活性炭 空气品质 物理吸附 化学吸附

1 室内空气品质

随着科学技术的飞速发展，人类在生活居室环境方面获得了巨大的改善。空调的广泛使用给人们创造了一个以温湿度为主的舒适性环境，但同时也带来了室内空气品质问题，尤其是无新风系统的空调房间，导致了“病态建筑综合症”、“建筑相关病”和多种化学物过敏症。“病态建筑综合症”的常见症状主要有头痛、神经疲劳、皮肤干燥、鼻塞、流鼻涕、流泪、眼痒等等。“建筑相关病”是指由空气中的某种成分直接引起的病症，比较严重的有“军团病”、“超敏性肺炎”等，有时甚至能带来生命危险。 所谓室内空气品质，一般是指在某个具体的环境内，空气中的某些要素对 人群工作、生活的适宜程度，是反映了人们的具体要求而形成的一种概念。这种概念是建立在“以人为本”的基础上的。显然，人们不仅要求适宜的室内温湿度，而且人们还要求室内空气是新鲜的，无污染的，从而引发了对室内空气品质的广泛研究。

室内空气基本污染物与污染源如下表一 室内主要污染物及其来源

悬浮微粒 燃烧、抽烟、人体 烟草烟雾 人的吸烟行为

石棉 保温材料 氡及其蜕变物 墙体和地基

甲醛 建筑材料、家具 挥发性有机物（vocs） 油漆、清洁剂、建筑材料 一氧化碳 燃烧、吸烟 二氧化碳 燃烧、呼吸

微生物 家畜、人体 过敏物 动物、毛发、昆虫、花粉 臭氧 现代电子办公用品

室内空气有害物的种类繁多，但一般都是以低浓度的形式存在，有时还远远低于人的嗅觉阈值，但这并不意味着人体无害，恰恰相反，人一生中有五分之四的时间在室内度过，长期受低浓度污染物的直接毒害，其后果还是相当严重的。

为了清除室内空气中的有害物质，通风是一种非常有效的办法，但是它也有缺点：在室外大气污染日趋严重的今天，燃料的燃烧、工业生产及机动车辆排放的废气使得室外空气的质量也很差，而且室外空气与室内空气的交换会带来巨大的能耗。局部通风有时也因为污染源较分散或根本就不知道气态污染物从何而来而无法实现。目前通用的过滤器只是过滤灰尘，还不具备清除有害气体和细菌的功能。成功分离低浓度的气态污染物质和细菌对改善室内陆空气品质至为重要。活性炭吸附材料对室内气态污染物具有优秀的吸附性能，使活性炭过滤器逐渐应用于民用建筑空调系统中。在通风量不变的条件下，它能使室内空气得到更全面的净化。

2 活性炭的发展历史及分类

使用活性炭作为一种吸附材料已具有悠久的历史。早在古埃及时代，人类就会利用木炭来消除伤口散发的气味；1773年，谢勒首次科学地证明了木炭对气体具有吸附力；1808年，木炭被用到蔗糖业；第一次世界大战期间，为了消除化学武器的威胁，活性炭防毒面具问世，这是活性炭第一次应用于空气净化领域；上个世纪六十年代，具有独特化学结构、物理结构且吸附性能优异的新型纤维状活性炭材料研制成功。目前对吸附材料的研究集中于非均匀吸附剂的加工工艺、微观特征、能量不均匀性及吸附性能等。

活性炭种类很多，因其原料、用途、性能、形状不同，彼此间差别很大，分类的方法也很多。按外部形状分类，可分为粉状活性炭、颗粒活性炭、纤维活性炭。纤维活性炭是在碳纤维的基础上研制和开发的新产品，在日本主要以有机化合物为原料，纤维活性炭的细度仅为头发的1/3左右。我国已有用石油沥青作原料研制出优质纤维状活性炭的报道。从原料分类，可分为煤炭原料、植物原料、石油原料、塑料等。按用途分类，可分为气相吸附、液相吸附、工业催化活性炭。空气净化主要用气相吸附，要求微孔发达。

3 活性炭的结构和性质

活性炭结构比较复杂，既不象石墨、金刚石那样碳原子按一定的格局排列，又不象一般含碳物质那样含有复杂且多样的有机物，有着庞大的分子结构。它有着自己的独特结构。它由排列成六角形的碳原子平面层组成，但是这些平面不是完全沿共同的垂直轴排列而是一层与一层的角位移杂乱而无规律，这种结构叫“螺层状结构”。在活化过程中，基本微晶之间清除了各种含碳化合物和无序碳这样便产生了空隙。所剩余的碳之间堆积相当疏松，但相互的联结却相当牢固。因此各微晶之间才有许多形状不同，大小不等又有一定强度的空隙，按孔径大小一般分为大孔、中孔和小孔。19xx年国际精细应用化学联合会原苏联学者杜宾宁依据活性炭的物理性能把三种空隙的分类作了具体的规定。活性炭90%的表面积都在微孔上，所以微孔是决定其吸附性能的重要因素。

表二 活性炭孔隙分类

孔型

联合会规定的孔隙直径（nm）

微孔

<2.0

中孔

2.0～50

大孔

>50

在活性炭的吸附过程中，这三种孔隙各有其特殊功能。对吸附来说，微孔是最重要的，它的比表面积可达几百甚至上千㎡/g，孔容也比较大。微孔在很大程度上决定着活性炭的吸附能力。

活性炭的吸附特性不仅取决于它的孔隙结构，而且取决于它的化学组成。由于基本微晶在活化时，一部分被烧掉，受到不完整石墨层的干扰改变了碳骨架电子云的排列，出现了不完全饱和价或成对电子直接影响着活性炭的吸附特性。另一影响活性炭吸附特性的是结构中的杂原子。活性炭中的杂原子有两种来源：一种是以化学结合的元素形成的，如氧和氢，这些元素一般来源于原材料，在炭化时不能完全分解遗留下来的，有的则是活化时，和活化剂进行化学反应结合在表面上的。另一种是灰分，这些灰分主要来源于活性炭的原材料，也有少数是生产过程带入的。灰分使活性炭的微晶结构产生缺陷，氧被化学吸着于这些缺陷上，从而提高了活性炭对极性分子的吸附作用。灰分的存在对气体吸附（如二氧化硫、水蒸气、醋酸等）也有直接影响。

在活性炭中加入某些无机化合物（如alcl3、naoh、cuo等）可使活性炭改性，吸附性能发生了某些明显的变化。对某些物质的吸附也可产生奇特的效果。

氧和氢的存在对活性炭的吸附性能影响较大，它们以化学键与碳原子结合，是活性炭结构的有机部分。它们是优良活性炭的重要组分。按照固体表面多相理论，氧、氢和其他杂原子结合在微晶的边缘和角上的碳原子上，因为这种碳原子不完全饱和，反应性较高。

在所有结合的元素中，氧比其他元素更引起人们的重视。因为氧对活性炭基本微晶的排列及大小有重大影响。这种表面结合的氧对水蒸气和其他极性或可极化气体的吸附能力有重大影响。

c—o表面化合物是多样的。例如：c—o表面络合物、表面氧化物、表面氧化化合物和化学吸着氧。这些化合物分成两类：一类是在温度低于100℃时，气态氧和活性炭表面发生反应生成氧的络合物，经水合作用生成羟基和其他碱性基，这些碱性基可以起到离子交换作用；当加热到1000℃时，

则生成气态氧化物，从活性炭表面脱除。另一类是在300～500℃下，氧与活性炭接触生成酸性氧化物，经水合作用可生成酸性表面化合物，也有离子交换能力。由表面氧结合的官能团主要有：羟基、羧基、酚基、内脂、醌。但只有一部分氧结合在这些官能团中，其余的则是以醚性链同碳表面结合。 在活性炭中，还结合有n、cl等其他元素，这些原子的结合对活性炭的吸附性能也有着明显的影响。

综上所述：在活性炭中，由于微晶间的强烈交联形成了发达的微孔结构，通过活化反应使微孔扩大形成了许多大小不同的孔隙，其表面一部分被烧掉，结构出现不完整，加上灰分及杂原子的存在，使活性炭的基本结构产生缺陷和不饱和价，使氧及其他杂原子吸着于这些缺陷上，因而使活性炭产生各种各样的吸附特性。

4 活性炭吸附和过滤机理

物质在固体表面上或微孔容积内积聚的现象叫吸附。混合物通过某种设备后，其中部分物质被去除的现象叫过滤。就室内空气来说，经过活性炭后，部分有害物质被去除，活性炭起过滤作用；而就部分有害物质来说，活性炭则起吸附作用。

吸附过程分为物理吸附和化学吸附两种。物理吸附单纯靠分子间的引力把吸附质吸附在吸附剂表面。物理吸附是可逆的，降低气相中吸收质分压力，（更多精彩文章来自“秘书不求人”）提高吸附温度，吸附质会迅速解吸，而不改变其化学成分。化学吸附具有很高的选择性，一种吸附剂只对特定的物质有吸附作用。化学吸附是不可逆的，吸附后被吸附质已发生变化，改变了原来的特性。

物理吸附过程可分为以下几个步骤：（a）污染气体通过吸附边界层，污染气体的分子可能被吸附，也可能被从活性炭表面带走，这取决于该成分在载气和边界层中气体里的浓度差值，该值决定着吸附的强弱。当污染空气通过活性炭时，一些有害气体的浓度差值很大，所以被吸附下来，而空气中的固有成分由于浓度差基本为零，所以正常通过，而一些颗粒（如烟尘）由于过大，直接被留在大孔和中孔中。当有害气体的浓度差为零时，活性炭失效，需重新活化。（b）被吸附的分子向微孔扩散。（c）该分子被牢牢的绑扎在吸附剂表面。

以上三个步骤在化学反应中也必然发生。化学吸附中，吸附剂与吸附质结合比较牢固，必须在高温下才能脱附。化学吸附比物理吸附推动力更大，结合更牢固，所以对毒性很强的污染物，用化学吸附更安全。物理吸附和化学吸附的区别如下：

表三 物理吸附和化学吸附的区别

物理吸附

化学吸附

吸附温度

不能大大高于吸附质的沸点

与吸附质的沸点无关

吸附速度

不需要任何活化能，其速度非常高，其与速度无关

吸附速度受活化能的影响，在很宽的范围随温度变化

选择性

无选择性

有很强的选择性

吸附方式

多分子层吸附

单分子层吸附

总的来说，当某一吸附质与吸附剂的表面接触时，究竟是发生物理吸附还是化学吸附，要取决于吸附剂表面的反应性、吸附质的性质、温度和其他因素。其实这两种吸附不是截然分开的，需看分子力和化学键谁是主要的。

在动态条件下，完成对蒸汽的脱除，要求活性炭不仅要有一定的吸附容量，而且还要有一定的吸附速度。如果只有大的吸附容量而无一定的吸附速度，当蒸气与其短暂接触时就来不及被吸附而穿透活性炭层，反之，若只有大的吸附速度，而无一定的吸附量，脱除量也是很小的。通常认为，活性炭脱除空气中的蒸气包括以下一个或多个阶段：

（1）外扩散。空气中的气体或蒸气向颗粒的整个表面扩散；

（2）内扩散。气体或蒸气分子向活性炭大孔内部（或沿大孔表面）的扩散；

（3）颗粒内表面对分子的吸附；

（4）被吸附的蒸气与活性炭或被吸附氧、水或浸渍剂之间的反应。

上述四个阶段中每个阶段的相对重要性，可能随着发生脱除的特殊条件而有显著的不同。担相对地受温度影响较小。在空隙内扩散的重要性由诸如颗粒大小、孔隙结构特征、系统的某种扩散性和内表面上反应速度的因素而定。接触表面的吸附速率决定于表面的本性和延伸范围，以及吸附某种所研究蒸气或气体的活化能。根据表面的特性也能测定出化学反应，因为在第（3）和第（4）阶段中会出现大量的活化能，所以这个阶段对温度非常敏感。

在通常情况下，在这几个阶段内，每阶段的扩散速率是不相同的，因此，扩散阻力大的和扩散速率慢的步骤控制总的传播速率，为此，要提高整个过程的吸附速率，就要强化该扩散控制区内扩散阻力大或扩散系数最小的过程，使该吸附设备的吸附效率提高。

5 活性炭对室内气体的吸附和过滤

活性炭能有效的吸附挥发性有机物。芳族化合物能与活性炭间形成给受复体，活性炭中的羧基氧为电子给体，芳环为电子受体。当芳族中有—no2类取代基时，给受作用还会加强。在活性炭表面加入某些金属离子，非极性的链烷类化合物也能很好的被吸附。

活性炭能有效的消除室内的烟味。在烟的成分中，70%是吸烟时从周围吸入的空气，另外，随着燃烧生成的蒸气、co2、co构成烟气，约达90%。香烟雾粒子大部分是由香烟颗粒分解后形成的蒸气成分凝结而成，故通常称为液滴。另外还有一些微小颗粒。活性炭对香烟粒子有很好的捕集作用。活性炭是比表面积很大的物质，微小粒子可通过惯性作用和其他作用被阻留在活性炭的大孔或中孔中，而且其阻力随集尘增加不大。烟气中的有害气体，有的由于浓度差而被吸附，另外一些可以通过在活性炭中添加离子来去除。

活性炭对co、no2、so2等无机化合物也具有很强的吸附作用。据实验证明，so2在活性炭中能被氧化并与水结合生成h2so4，同理co、no2也能被除去。另外活性炭对臭氧也有一定的吸附效果。根据资料，活性炭对砷、铅、汞等有害金属离子也具有很强的吸附能力。

6 小结

通过以上各节的论述，我们对活性炭的发展历史、吸附特性、吸附动力学以及对室内气体的吸附和过滤作用有了一个初步的了解。总之，活性炭对室内空气具有良好的除异味、除菌效果，能够有效的改善室内空气的品质。使用活性炭净化空气，可以减少通风量，降低了空调能耗。

为了提高净化效率，可以从活性炭过滤器的结构和吸附材料的选择方面加以改进，尤其是活性炭纤维，其微孔特点使其对低浓度有害气体具有极高的吸附量和吸附速度。

目前，活性炭过滤器的造价还比较高，这影响了它在民用空调中的应用。如果能降低其成本，并在它对具体污染成分的去除效果上有理论突破，活性炭过滤器必将有广阔的发展前景。