活性炭為什么能除味?
文章來源:本站 發(fā)布時間:2017/11/22 點擊數(shù): 2368 次
前面說了,由于物質(zhì)表面的分子具有與物質(zhì)本體中間分子不同的環(huán)境,使得其具有一定的合力,指向物質(zhì)的內(nèi)部,就是表面張力。
對于純的液體來說,例如純水,可以通過自動的或者說是自發(fā)的收縮其表面積,從而降低其表面能,使其更加穩(wěn)定,所以液體,露珠、水滴等,更容易呈現(xiàn)為球型的外形。
但是對于固體來說,其表面積不可能通過自發(fā)的收縮使其表面積降低,而降低其表面能。
那么固體會采用什么方法呢來降低其表明能呢?
固體會自發(fā)的吸附空氣中,或者液體中的分子,使其在固體的表面從而降低其表明張力(表面能)而達(dá)到穩(wěn)定。
從分子結(jié)構(gòu)的角度,如下圖,可以看出,處于表面的一些原子的鍵是不飽和的,必然是不穩(wěn)定的,所以會自發(fā)的從空氣中,或者液體中吸附一些分子或者原子,從而是其能夠穩(wěn)定。
(常見的固體的表面結(jié)構(gòu)的模型)
所以我們說固體的表面是不均勻的,即便是你看的鏡子的表面,如果是從分子的層面看,也是這樣的。
固體露在外面的表面積越大,其對外的吸附量就相對越多(針對同一種物質(zhì))。為了比較起來方面,人們引進(jìn)了比表面積。比表面積就是露在外面表面的面積除以固體的質(zhì)量,單位一般為:平方米/克。活性炭的比表面積一般是400-1000 m2/g。不同的碳源其獲得的不同,常見的有竹炭,椰殼炭等。
所以我們常見的活性炭除味,其實就是一種利用具有巨大表面積的物質(zhì),來吸附其他的氣體。放在冰箱里,是可以吸附冰箱中的異味;做成口罩,防毒面具就可以來吸附一些有毒的氣體。
但是,這種吸附一般是物理吸附。物理吸附是無選擇性的,什么氣體都會吸附。吸附一般會有一個飽和的吸附量。換句話說,表面吸附滿了(接近),你就不可能再吸附了。所以,要注意:防毒面具,口罩具有一定的使用時間。
同時呢,這種物理吸附是可逆。當(dāng)活性炭使用的一段時間后,基本達(dá)到吸附平衡(吸附作用不再明顯),可以通過一些措施處理后,重新使用。例如在真空烘箱中加熱,是其脫附。當(dāng)然,可以再次在高溫下進(jìn)行炭化處理(完全處理到所吸附的物質(zhì))
在恒溫下,常見的幾種吸附的曲線。換句話說,人們發(fā)現(xiàn)固體吸附氣體時,其吸附量和對應(yīng)的壓力作圖, 發(fā)現(xiàn)無外乎這五種類型形式的曲線。
這五種曲線在專門測試固體的比表面積,和研究固體的表面性質(zhì)時研究較多。有興趣的可以查閱固體表面等相關(guān)書籍。