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简单概述活性炭的结构
发布时间:2019-08-19

活性炭、炭黑等碳类物质称为无定形炭,研究发现在它们的结构中含有石墨微晶,但不是石墨微晶的集体。石墨是由排列成正六边形碳原子形成的平面结构,是纯碳的两种晶状异体之一,


 活性炭的结构
    活性炭、炭黑等碳类物质称为无定形炭,研究发现在它们的结构中含有石墨微晶,但不是石墨微晶的集体。石墨是由排列成正六边形碳原子形成的平面结构,是纯碳的两种晶状异体之一,六角形结构类似于芳香族有机化合物中的环,各平面平行排列。而所谓无定形碳可以认为是由数层平行的碳网平面组成的微晶群和其它未组成平行层的单个网平面以及无规则碳三部分组成。
    所谓无规则碳是指具有脂肪族键状结构的碳附着在芳香族结构的边缘上的碳,以及参与微晶相互之间架桥结构的碳等。随着加热处理时温度的升高,无规则碳和单网平面层的比例减少,微晶进一步成长,微晶的取向变得整齐一致,同时微晶重叠的方式变成规则的石墨状,在该过程中,根据微晶相互间的排列方式的整齐,并且微晶轴的方向总体上是一致的,或者相反,微晶的排列和轴的方向是杂乱的,这一区别构成了易于墨碳和难于石墨化碳。在难于石墨化碳中,由于微晶排列杂乱,微晶间细孔发达,而且在炭化初期过程中,微晶之间就生成了强固的架桥结构,即使通过高温处理,也妨碍微晶取得一致的及形成总体上规则的排列,大部分活性炭属于这种炭,但是这不能说明活性炭所具有的超微细孔结构。

    有机化合物通过加热处理经行炭化的过程中,在500℃加热条件下,还很难说是完全的炭,而是一种叫做炭前躯体的结构随原料有机化合物的种类以及它所具有的各种反应性能的不同而不同,根据反应进行方式的不同形成平面性聚合多环结构或非平面性三维结构和碳四面体,其结构随原料及反应条件的不同而有差异。


    活性炭的结晶结构,无疑是以细微的石墨结构为基础的无定形碳结构中的一种,但为了说明活性炭所显示出的很大比表面积,很大的细孔容积以及通过活化等引起他们的变化,认为活性炭的结构是由上述各种结构模型的组合,或者是由它们中间性结构组合而成,这样认识大概比较妥当。


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