活性炭是由含碳材料制成的外觀黑色、內(nèi)部孔隙發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類(lèi)微晶質(zhì)碳。它不同于普通炭,也不同于晶體碳(如金剛石等)。過(guò)去只有粉末狀(直徑)與顆粒狀(直徑)兩類(lèi)。由于沒(méi)有大塊活性炭,所以使其應(yīng)用受到很大的局限。*,普通炭是由竹材、木材椰子殼等在高溫下生成的(如竹炭、木炭、椰子殼炭)。而活性炭則是將含碳材料(如木質(zhì)、椰子炭),經(jīng)粉碎、篩選后,放在炭化高效活化爐內(nèi)進(jìn)行高溫催化或化學(xué)催化,使碳表面與內(nèi)部生成大量的相互串通的小孔,形成縱橫交錯(cuò)的蜂窩狀結(jié)構(gòu),再經(jīng)過(guò)酸洗或水洗、烘干而制成的。
首先,孔隙具有吸附勢(shì),靠碳分子與被吸附分子的引力(主要是范德瓦斯力)而形成的,孔徑越小,吸附力越強(qiáng);其次,分子運(yùn)動(dòng)理論:1、一切物體均由分子或原子組成,分子(原子)間有間隙;2、分子可使相同時(shí)間內(nèi)碰撞產(chǎn)品的有毒氣體分子數(shù)增多,從而增加吸附量,縮短達(dá)標(biāo)用時(shí)。(原子)是處于*停息漫無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài),分子間相互碰撞很頻繁,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,甲醛分子的自由運(yùn)動(dòng)速度為450m/s,一個(gè)甲醛分子與其它分子每秒要碰撞109次/S(幾十億次);若貼近所研究表面的甲醛分子數(shù)密度,時(shí)時(shí)刻刻與遠(yuǎn)處的甲醛分子數(shù)密度相等,則每秒有約2.7×1027個(gè)甲醛分子(約130㎏)碰在每平方米面積上;3、分子間有相互作用力,一般表現(xiàn)為引力。第三,碰撞分子的直徑與活性炭孔隙直徑要匹配,若分子直徑大于孔隙直徑,則分子碰活性炭時(shí),進(jìn)不了孔隙而被彈回到空中;若分子直徑遠(yuǎn)小于孔隙直徑,則分子即使碰到了孔隙,也有可能跑出來(lái),孔徑越大,跑出來(lái)的概率也越大,使吸附率越?。划?dāng)分子直徑略小于孔徑時(shí),分子碰到孔以后難于跑出來(lái),即被吸附了。被吸附的分子數(shù)量多,表明其吸附能力越強(qiáng)。
經(jīng)中國(guó)室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)北京天衡誠(chéng)信室內(nèi)環(huán)境成份監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)中心按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的檢測(cè),平均而言,在24小內(nèi),活性炭能吸附60的甲醛、70的苯、50的甲苯、50的二甲苯。
依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn),將有害氣體濃度超標(biāo)20倍降到達(dá)標(biāo)濃度n0,需要Ti天;對(duì)于甲醛,則20n0(1-60)T1=n0,得T1=lg0.2/lg0.4=-2/-0.398=5.025天,取8天能達(dá)標(biāo),對(duì)于苯則20n0(1-70)T2=n0,得T2=lg0.2/lg0.3=-2/-0.523=3.82天,取為6天;對(duì)于甲苯,T3=lg0.2/lg0.5=-2/-0.301=6.64天,取為9天;同理二甲苯也為9天。