DEPARTMENT OF CHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD
Профиль кафедры:
нанобиотехнологии
Активный угль
Макропоры - самая крупная разновидность пор, удельная поверхность которых обычно не превышает 0,5…0,2 м2/г. Макропоры в процессе адсорбции не заполняются, но выполняют роль транспортных каналов для доставки адсорбата к поверхности адсорбирующих пор.
Активные угли - пористые углеродные тела, зерненные и порошкообразные, развивающие при контакте с газообразной или жидкой фазами значительную площадь поверхности для протекания сорбционных явлений.
В одном грамме активированного угля внутренняя поверхность может достигать 1000 м2.
По своим структурным характеристикам активные угли относятся к группе микрокристаллических разновидностей углерода - это графитовые кристаллиты, состоящие из плоскостей протяженностью 2…3 нм, которые в свою очередь образованы гексагональными кольцами.
Однако типичная для графита ориентация отдельных плоскостей решетки относительно друг друга в активных углях нарушена - слои беспорядочно сдвинуты и не совпадают в направлении, перпендикулярном их плоскости.
Кроме графитовых кристаллитов активные угли содержат от одной до двух третей аморфного углерода; наряду с этим присутствуют гетероатомы.
Неоднородная масса, состоящая из кристаллитов графита и аморфного углерода, определяет своеобразную пористую структуру активных углей, а также их адсорбционные и физико-механические свойства.
Наличие химически связанного кислорода в структуре активных углей, образующего поверхностные химические соединения основного или кислого характера, значительно влияет на их адсорбционные свойства.
Элементный состав активных углей (С - 93…94 %, Н - 0,7…1,0 %, О - 4,7…6,0 %) отличается от состава ДУ повышенным содержанием углерода и кислорода. Кроме этого в активном угле имеется небольшое количество неорганических элементов.
Пористая структура активных углей характеризуется наличием развитой системы пор, которые классифицируют по размерам на микропоры, мезопоры и макропоры.
Поры Размер, нм
Микропоры менее 1,6
Мезопоры 1,6…200
Макропоры более 200
Микропоры - наиболее мелкая разновидность пор, соизмеримая с размерами адсорбируемых молекул. Удельная поверхность микропор достигает 800…1000 м2/г.
Мезопоры - поры, для которых характерно послойное заполнение поверхности адсорбируемыми молекулами, завершающееся их объемным заполнением по механизму капиллярной конденсации. Удельная поверхность мезопор может достигать 100… 200 м2/г.
