活性碳(AC: Activated Carbon)的工作原理及优缺点分析

活性碳属多孔性碳质吸附剂,从水质的纯化到家庭用除臭剂制造都被广泛的使用。其表面基本上为疏水性(但存在大量的 C=O 及 COOH 官能基,因而产生某种程度的亲水性及吸附有机物功能),内部有许多细密发达的微细孔洞,1克活性碳拥有超过 1000 m2 的表面积,因而具有很好的有机物质去除能力。

下图为超纯水系统中所使用的一般活性碳去除有机物质吸附的机制。水中分子量在1000以下的有机物质很容易进入活性碳微孔而被吸附,而分子量在1500以上的有机物质则无法自由进入,且会造成细孔被阻塞。所以,活性碳无法吸附所有大小的有机物质。为了能提高有机物质的吸附率,将大分子有机物质预做前处理是非常必要的。

图1 活性碳对有机物质的吸附

此外,如下式所示,活性碳可将氯 (Cl2,ClO-,NH2Cl) 分解或中和。纯水系统就是利用此一性质来去除自来水中的氯分子与离子。

优点:

缺点:

溶解性有机物质的去除能力优良。

能够中和氯(或漂白水)。

活性碳层内可能会有微生物的增殖。

崩解的碳粉粉末会造成粒子増加。

吸附容量有一定限度。

要先去除比细孔大的不纯物质,

所以进水需要前处理。

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