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碳分子筛与活性炭的区别是什么?

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      碳分子筛是一种新型的非极性吸附剂,其主要作用是在常温下分离空气富集氮气。用于化工、石化、化纤、医药、玻璃制品、煤炭、热处理、冶金、制冷和空调、啤酒和食品保鲜等行业;活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔,1克活性炭材料中微孔,将其展开后表面积可高达800-1500平方米,特殊用途的更高。也就是说,在一个米粒大小的活性炭颗粒中,微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达,如人体毛细血管般的孔隙结构,使活性炭拥有了优良吸附性能。
一、吸附分离过程概述
  吸附是指流体(气体或液体)与固体多孔物质触及时,流体中的一种或多种组分传送到多孔物质外表面和微孔内表面富集在这些表面上形成单分子层或多分子层的过程。被吸附的流体叫作吸附质,由于吸附质和吸附剂的物理化学特性不同,吸附剂对不同吸附质的吸附能力也不同,因此当流体与吸附剂触及时,吸附剂对流体中的某个或某些组分相对其他组分有着较高的吸附选择性,吸附相和吸余相的组分可被富集,从而实现物质的分离。
二、吸附/解吸过程 吸附过程:可认为是浓缩的过程,也可以认为是液化的过程。因此,温度越低、压力越高吸附量越大。对于所有吸附剂,越易于液化(沸点越高)的气体吸附量越大,越不容易液化(沸点越低)的气体吸附量越低。
  解吸过程:可认为是气化或者蒸发的过程。因此,温度越高、压力越低解吸越好。对于所有吸附剂,越易于液化(沸点越高)的气体越不容易解吸,越不容易液化(沸点越低)的气体越易于解吸。吸附分成物理吸附和化学吸附。 物理吸附分离原理:运用固体表面的原子或基团与外来分子间的吸附力(范德华力、静电作用力)的不同实现分离。吸附力的尺寸与吸附剂和吸附质两者的特性有关。 化学吸附分离原理:基于在固体吸附剂表面时有发生化学反应使吸附质和吸附剂之间以化学键力结合的吸附过程,因此 选择性较强。化学吸附一般速度较慢,只能形成单分子层且不可逆。
三 不同吸附剂的特征
活性碳:具丰沛的微孔和介孔构造,比表面积约500-1000m2/g,孔径分布主要在2-50nm。活性炭主要倚靠与吸附质产生的范德华力产生吸附效用,主要应用于吸附有机化合物、重烃类有机物吸附脱除、除味剂等;
分子筛:具规整的微孔要道构造,比表面积约500-1000m2/g,主要是微孔,孔径分布在0.4-1nm之间。可以通过调整分子筛构造、构成及抵消阳离子的类别来变动分子筛的吸附特色。分子筛主要仰赖特性要道构造及均衡阳离子与分子筛骨架之间的库仑力场产生吸附功用,兼具不错的热稳定性和水热稳定性,普遍应用于各类气相、液相的分离与净化,分子筛作为吸附剂采用时有着选择性强,吸附深度高、吸附容量大等特性;
      分子筛是多孔硅基材料,活性炭是碳基材料。分子筛的孔径是均一的,大小相等,排列有序,因此可以用来筛分气体;活性炭虽然有更大的比表面积,但孔径大小不一,一般用做吸附。 从功能上看: 活性炭和分子筛都具有吸附能力。而分子筛不光只有吸附能力,在化学研究中更重要的是“筛分功能”。 从结构上看: 活性炭是由碳为主要骨架构建的多孔物质。分子筛则是由硅做骨架。 因为硅结构比较稳定,分子筛在作催化剂时,负责用多孔结构来筛选符合条件的分子,过大产物的就会“卡住”,无法通过多孔结构。 分子筛和活性炭由于它们自身性质的不同常被用于不同的领域。分子筛常被应用到石油工业,特别是用来纯化气体。例如可用硅胶吸附天然气中的汞对铝制管道和其他液化设备的腐蚀。活性炭的自身吸附性能常用于水体的净化。
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