活性炭过滤水质吸附饱和后会释放吗?
活性炭吸附与脱附的关系,其实要从一个微观的角度动态分析。
首先,活性炭吸附一般而言是范德华力作用的结果,当然化学吸附不全是,暂时例外。宏观上的活性炭吸附实际上是被吸附物质向活性炭表面(主要是内表面)富集的速度远大于被吸附物质从活性炭表面脱离并扩散到原理活性炭表面的结果。这么说比较绕口,那么不严谨的说就是宏观上的吸附速度=微观上的吸附速度-微观上的脱附速度。
反过来,对于脱附,这个结论也一样成立。也就是说,无论何时,吸附和脱附这2个相反的过程都在同时进行,但是当吸附占主导地位时,宏观上就表现为吸附,工程应用的结果也是吸附。
那么什么情况下吸附会占主导地位呢?这个就要从吸附的热力学分析了。吸附的过程一般都是压力降低和释放热量的过程,所以采用较高的压力(对于气相吸附)和较低的温度,会有利于吸附作用,而不利于脱附作用。如果体系的温度降低,不论吸附速度还是脱附速度都会降低,只不过脱附速度会降低的更快,所以还是有利于吸附的发生。那么反过来,自然就是利于脱附的发生。
还有一点需要注意。活性炭对许多物质都有吸附能力,但是对不同物质吸附能力大小有差异。举个例子,活性炭能吸附液体的水,但是很弱鸡,同时活性炭对苯酚的吸附能力很强。如果活性炭对水吸附饱和了(这个过程很快),我们再让苯酚溶液通过活性炭,那么被吸附的水绝大部分会从活性炭表面脱附下来,而苯酚分子会被吸附上去。
回到题干的问题,对于普通的家用甚至工业用的水处理,活性炭的吸附容量很大,不存在吸附后又释放的情况。当然了,活性炭超期服役又另当别论。
本文作者:董帝豪
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