活性炭静态吸附与动态吸附

                                                                          活性炭静态吸附与动态吸附                                  

     活性炭在固定吸附层中，当含有浓度为C0的吸附成分的流体通过时，由于吸附成分被吸附在固定吸附层内，吸附成分被吸附在固定吸附层内，吸附成分在出口处的浓度为零，流出的只有非吸附成分让流体继续流动时，吸附成分不再被吸附而直接通过，在该部分前面的尚未达到平衡状态。从而，在该部分，吸附成分不再被吸附而直接通过，在该部分前面的尚未达到平衡状态的部分吸附。在该流体与吸附剂颗粒之间的部分吸附。在该流体与吸附进行移动的部分有一定的宽度，称作吸附带。吸附带在层内向前推进，当其先端到达出口部位时，吸附成分开始流出。接着随流的吸附成分浓度逐渐增加，Zui终变成Co。表示随着吸附时间的经过所导致出口浓度增加的曲线是穿透点；达到该点的时间它叫做穿透时间。一般而言，测算穿透时间是吸附装置设计中的重要工作。此时，穿透点可以在下列范围内选择;：                                

     动态吸附容量与静态吸附容量的差异是由于吸附带具有宽度的部分没有达到吸附平衡时的吸附容量。它与对应于入口浓度Co的吸附等温线上的平衡吸附量q0、吸附带的宽度Za以固定吸附层的高度Z之间的关系。

    动态吸附容量与静态吸附容量的差异是由于吸附带具有宽度，它是由于吸附层内的吸附成分与非吸附成分的前后方向混合和吸附速度有限产生的。特别是在活性炭之类多孔性吸附剂的场合，因为在孔隙内的吸附分子的移动有阻力，吸附速度变慢。在使用活性炭为吸附剂的场合，与静态吸附容量一样，动态吸附容量也是一个重要的参数。

    气象吸附平衡

  有机溶剂气化时体积变大，气化后的溶剂蒸汽吸附在活性炭上时其体积变小几乎成为原来液体的体积。即，吸附是气化的得逆过程液化相类似的现象，被吸附的溶剂在活性炭的孔隙在活性炭的孔隙中是以液体的形态充填的。式（1-2-23）相当于蒸汽压为p为止所作的功。当活性炭的孔隙气体的能量大于此功的数值，气体便发生液化、吸附。大的时候，必学基于大的能量进行吸附；小的时候，用不大的能量便能发生吸附。该能量的基础是范德华力中的伦敦分散力，剂所谓的物理吸附力。分散力随着距离的增加而迅速减小。活性炭之具有很强的吸附力，起因于其孔径很小，在于其他分子大小程度相同的孔隙中，分子被来自孔壁四周很强的分散吸附力，的，在很大的孔径中，分散力变得极其微弱，便难于发生吸附。从式（1-2-23），蒸汽压p低时变大，对吸附不利。蒸气压低时，要用吸附力强的活性炭变小，具有微弱吸附孔径，及孔径大的孔隙中也发生吸附。

    吸附温度T升高，变大，也不利于吸附。什么样的溶剂蒸汽容易吸附，能够从饱和和蒸气压来推测。饱和蒸气压越低的溶剂（多数场合是沸点越高的溶剂）变小，吸附性升高。

   作为表示气体的吸附等温线与活性炭的孔径结构的关系的方程式，常用的有杜比宁-拉杜什凯维奇方程式：

  W是用体积标准的吸附量。活性炭的吸附是由于孔隙表面上存在着一定的吸附点。但并不是吸附质分子与吸附带点以1对1的方式进行吸附，而是吸附质分子从吸附力强的、直径小的空隙开始，逐渐的向直径大的孔隙中充填，直至所有孔隙都充填吸附质的时刻，变成饱和吸附状态为止。吸附量用体积来表示比用分子及重量来表示，能够更容易的理解它与孔隙容积之间的关系。对于吸附某种活性炭，测定了它的吸附等温线（例如对苯蒸气），若直线，便可以从直线的斜率求得B，从截距求得Wo。一旦求得这种活性炭的B与Wo后，那末它对苯以外的各种溶剂蒸汽的吸附等温线，只要知道该容积P°的摩尔体积，不进行测定，也可以通过计算求得。