碳分子篩與活性炭的區(qū)別是什么?

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碳分子篩是一種新型的非極性吸附劑，其主要作用是在常溫下分離空氣富集氮氣。用于化工、石化、化纖、醫(yī)藥、玻璃制品、煤炭、熱處理、冶金、制冷和空調(diào)、啤酒和食品保鮮等行業(yè);活性炭是一種主要由含碳材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強的一類微晶質(zhì)碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔，1克活性炭材料中微孔，將其展開后表面積可高達(dá)800－1500平方米，特殊用途的更高。也就是說，在一個米粒大小的活性炭顆粒中，微孔的內(nèi)表面積可能相當(dāng)于一個客廳面積的大小。正是這些高度發(fā)達(dá)，如人體毛細(xì)血管般的孔隙結(jié)構(gòu)，使活性炭擁有了優(yōu)良吸附性能。
一、吸附分離過程概述
　　吸附是指流體(氣體或液體)與固體多孔物質(zhì)觸及時，流體中的一種或多種組分傳送到多孔物質(zhì)外表面和微孔內(nèi)表面富集在這些表面上形成單分子層或多分子層的過程。被吸附的流體叫作吸附質(zhì)，由于吸附質(zhì)和吸附劑的物理化學(xué)特性不同，吸附劑對不同吸附質(zhì)的吸附能力也不同，因此當(dāng)流體與吸附劑觸及時，吸附劑對流體中的某個或某些組分相對其他組分有著較高的吸附選擇性，吸附相和吸余相的組分可被富集，從而實現(xiàn)物質(zhì)的分離。
二、吸附/解吸過程吸附過程：可認(rèn)為是濃縮的過程，也可以認(rèn)為是液化的過程。因此，溫度越低、壓力越高吸附量越大。對于所有吸附劑，越易于液化(沸點越高)的氣體吸附量越大，越不容易液化(沸點越低)的氣體吸附量越低。
　　解吸過程：可認(rèn)為是氣化或者蒸發(fā)的過程。因此，溫度越高、壓力越低解吸越好。對于所有吸附劑，越易于液化(沸點越高)的氣體越不容易解吸，越不容易液化(沸點越低)的氣體越易于解吸。吸附分成物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附分離原理：運用固體表面的原子或基團與外來分子間的吸附力(范德華力、靜電作用力)的不同實現(xiàn)分離。吸附力的尺寸與吸附劑和吸附質(zhì)兩者的特性有關(guān)。化學(xué)吸附分離原理：基于在固體吸附劑表面時有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使吸附質(zhì)和吸附劑之間以化學(xué)鍵力結(jié)合的吸附過程，因此選擇性較強。化學(xué)吸附一般速度較慢，只能形成單分子層且不可逆。
三不同吸附劑的特征
活性碳：具豐沛的微孔和介孔構(gòu)造，比表面積約500-1000m2/g，孔徑分布主要在2-50nm。活性炭主要倚靠與吸附質(zhì)產(chǎn)生的范德華力產(chǎn)生吸附效用，主要應(yīng)用于吸附有機化合物、重?zé)N類有機物吸附脫除、除味劑等;
分子篩：具規(guī)整的微孔要道構(gòu)造，比表面積約500-1000m2/g，主要是微孔，孔徑分布在0.4-1nm之間。可以通過調(diào)整分子篩構(gòu)造、構(gòu)成及抵消陽離子的類別來變動分子篩的吸附特色。分子篩主要仰賴特性要道構(gòu)造及均衡陽離子與分子篩骨架之間的庫侖力場產(chǎn)生吸附功用，兼具不錯的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，普遍應(yīng)用于各類氣相、液相的分離與凈化，分子篩作為吸附劑采用時有著選擇性強，吸附深度高、吸附容量大等特性;
分子篩是多孔硅基材料，活性炭是碳基材料。分子篩的孔徑是均一的，大小相等，排列有序，因此可以用來篩分氣體;活性炭雖然有更大的比表面積，但孔徑大小不一，一般用做吸附。從功能上看：活性炭和分子篩都具有吸附能力。而分子篩不光只有吸附能力，在化學(xué)研究中更重要的是“篩分功能”。從結(jié)構(gòu)上看：活性炭是由碳為主要骨架構(gòu)建的多孔物質(zhì)。分子篩則是由硅做骨架。因為硅結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，分子篩在作催化劑時，負(fù)責(zé)用多孔結(jié)構(gòu)來篩選符合條件的分子，過大產(chǎn)物的就會“卡住”，無法通過多孔結(jié)構(gòu)。分子篩和活性炭由于它們自身性質(zhì)的不同常被用于不同的領(lǐng)域。分子篩常被應(yīng)用到石油工業(yè)，特別是用來純化氣體。例如可用硅膠吸附天然氣中的汞對鋁制管道和其他液化設(shè)備的腐蝕?；钚蕴康淖陨砦叫阅艹Ｓ糜谒w的凈化。