木炭和活性炭具有很强的吸附性，为啥？

2023-06-05

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从三个方面来说明：第一，孔隙具有吸附势，靠碳分子与被吸附分子的引力（主要是范德瓦斯力）而形成的，孔径越小，吸附势越强。第二，分子运动理论：①一切物体均由分子或原子组成，分子（原子）间有间隙；②分子（原子）是处于永不停息漫无规则的热运动状态，分子间相互碰撞很频繁，在标准状态下，甲醛分子的自由运动速度为450m/s，一个甲醛分子与其它分子每秒要碰撞109次/S（几十亿次）；若贴近所研究表面的甲醛分子数密度，时时刻刻与远处的甲醛分子数密度相等，则每秒有约2.7×1027个甲醛分子（约130㎏）碰在每平方米面积上；③分子间有相互作用力，一般表现为引力。第三，碰撞分子的直径与活性炭孔隙直径要匹配，若分子直径大于孔隙直径，则分子碰活性炭时，进不了孔隙而被弹回到空中；若分子直径远小于孔隙直径，则分子即使碰到了孔隙，也有可能跑出来，孔径越大，跑出来的概率也越大，使吸附率越小；当分子直径略小于孔径时，分子碰到孔以后难于跑出来，即被吸附了。被吸附的分子数量多，表明其吸附能力越强。经查实与计算，某些物质分子的有效直径如表1所示：
这里需要重新讲一下 活性炭结构的特点：

在结构上有两大特点：一是内部与表面孔隙发达。由孔隙直径大小分为三类：大孔（φ≥50nm），约占总孔容积的10～30％；微孔（φ≤2nm）约占总孔容积的60～90％；中孔又称过渡孔（2nm≤φ≤50nm），约占总孔容积的5～7％。孔隙平均直径约为1.5nm。二是比表面积大。即1克活性炭粒子的表面积与所有孔隙面积的总和，一般活性炭为500M2/g至1500㎡/g，国外的超级活性炭可达3000㎡/g（约为足球场面积）。孔隙结构越发达比表面积越大，其吸附功能越强。
附几种有气体分子直径：
由以上数据可知，只有孔隙直径大于0.45nm而小于2.0nm的微孔才能吸附有毒有害气体，而正好活性炭的这些微孔占总孔数的90％以上，所以对吸附这些有毒有害气体的效果而言，活性炭是最理想的 参考知识1 因为分子结构呈六角形，质地坚硬，细密多孔，吸附能力强。 参考知识B 木炭没有什么吸附性可言 至于活性炭 又称活性炭黑。是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。具有孔隙结构发达，比表面积很大(1500m2/g以上)，吸附能力很强等特点。 参考知识C 因为它们的结构本身就有很多缝隙，能够吸附臭气和其他的水分等等。