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吸附原理

吸附是一種發(fā)生在兩相介面上的表面現(xiàn)象。分子間力，靜電引力和化學(xué)鍵力是吸附劑與被吸附物之間的三大作用力，根據(jù)力的作用分別形成不同的吸附類型[15~19]。在吸附工藝中所用到的活性炭為吸附劑，活性炭從污水中吸附是屬于液-固相吸附。物理吸附為放熱過程，是常見的吸附現(xiàn)象。影響吸附的因素較多，其中，比較重要的因素包括活性炭性質(zhì)、生產(chǎn)原料、制備方法、工藝流程、溫度、pH值、用量等。雖然活性炭可以吸附多種物質(zhì)，但因吸附質(zhì)的性質(zhì)不同，導(dǎo)致吸附量也不同。這種吸附現(xiàn)象與活性炭的孔結(jié)構(gòu)、表面積密切相關(guān)。Dery-lo-Marczewska等[15]在研究中考慮了碳吸附劑多孔結(jié)構(gòu)的作用，考慮所選氯苯氧基除草劑的吸附平衡和動力學(xué)，并研究了孔隙結(jié)構(gòu)影響水溶液中有機(jī)物的吸附過程，同時發(fā)現(xiàn)總孔隙度中的微孔隙和中孔隙的相對數(shù)量是另一個影響因素。吸附半次或吸附速率系數(shù)的分布表明，在多指數(shù)方程中慢、快動力學(xué)項(xiàng)的相對貢獻(xiàn)表明，碳結(jié)構(gòu)和吸附質(zhì)性質(zhì)存在差異。活性炭與污水里的之間通過化學(xué)鍵作用力，稱為化學(xué)吸附，是放熱過程。它一般在高溫環(huán)境下進(jìn)行，需要大量的活化能。化學(xué)吸附為選擇性吸附，只對某幾種特定物質(zhì)有吸附作用。化學(xué)吸附與活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)和吸附質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。交換吸附是物質(zhì)的離子由于靜電引力集聚在吸附劑表面上，在吸附過程中進(jìn)行等量離子交換。離子所帶電荷越少，其在吸附劑表面上的吸附力就越弱，反之則強(qiáng)。在污水處理中，活性炭吸附過程往往是這幾種吸附現(xiàn)象的綜合作用。在實(shí)驗(yàn)中常用Langmuir，F(xiàn)reundlich和Temkin等溫模型分析平衡吸附數(shù)據(jù)，用吸附動力學(xué)去證實(shí)活性炭對污水中的吸附。Fathy等[20]通過化學(xué)活化*-甲醛干凝膠與活化劑如單乙醇胺，磷酸和氫氧化鉀分別合成出三種納米多孔活性炭干凝膠。研究了活性炭在水溶液中吸附滅多威的能力大小。發(fā)現(xiàn)隨著表面積和孔體積的增加，吸附容量急劇增加。他們研究出適合該實(shí)驗(yàn)的Langmuir和Temkin等溫線，并采用吸附動力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)該吸附過程遵循二級動力學(xué)模型。計(jì)算出的吉布斯自由能的值說明活性炭對滅多威的吸附可行，為自發(fā)吸熱過程。

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