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为什么活性炭可以用于过滤

时间:2024-08-03 11:54:07 少儿百科 我要投稿
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为什么活性炭可以用于过滤

  说到活性炭,相信大家一定都不会陌生,活性炭有着良好的吸附性,人们经常将活性炭用于净化水源以及其它脏东西,那么为什么活性炭有着这么强的吸附性呢?为什么活性炭可以用于过滤呢?下面小编就来给大家解答一下疑惑吧。

  活性炭在日常生活当中被用在空气净化、家具去异味、汽车除味等方面。只不过很多人只知其形,不知其名罢了。活性炭是具有与石墨一样结构的晶体,只是由碳原子六角形环状平面形成的层状结构零乱而不规则,使晶体形成有缺陷,而且晶粒微小,含有少量杂质。由于活性炭的不规则排列,在交叉连接之间存在细孔,在活化时会产生碳组织缺陷,因此是一种多孔结构物质。

  活性炭最常用的性能就是吸附性,它的吸附性包括物理吸附和化学吸附两部分。由于活性炭具有高度发达的孔隙构造,它的多孔结构为其提供了大量的表面积,能与气体分子或者杂质分子充分接触,气体分子或者杂质分子之间拥有相互吸引的作用力,也叫范德瓦尔斯力,当一个气体分子或者杂质分子被活性炭捕获而进入其内孔隙后,由于分子之间相互吸引,会导致更多的分子不断被捕获,直到填满活性炭内孔隙为止,因此活性炭具有良好的物理吸附性能。

  由于活性炭不仅含有碳,而且在其表面含有少量以功能团形式存在的氧和氢,例如羧基、羟基、酚类、内酯类、醌类、醚类等。气体分子或者杂质分子会与之发生化学反应,生成化学键产生化学吸附,在吸附的过程中不仅有范德瓦耳斯力,还有化学键力,因此吸附能较大。要放出被吸附的气体分子或者杂质分子需要更高的温度,而且即使它们能被放出,也已经发生了化学变化,不再是原来的东西。一般的催化剂都是以这种吸附方式起作用的。人们利用活性炭很强的吸附性,制造出各式各样的过滤器。

  如今,随着城市化程度不断提高,大量汽车出现在道路上。汽车的尾气中含有大量的有害气体,这对人们的身体健康产生很大的负面影响,在汽车的排气口上装上一个活性炭过滤器,可滤去汽车尾气中的有害气体。活性炭价格便宜,可重复使用,是非常利于普及的。

  延伸资料:低碳经济说活性炭阅读及答案

  低碳经济说活性炭

  (1)甘蔗榨出来的糖汁呈黑赭色;天然矿泉水含有杂质;被污染的空气混有有害气体。可是它们通过活性炭以后,就会变得洁白、甘甜、清新。活性炭是一种非常有用的吸附剂,目前,主要用于废水处理和环境保护。

  (2)无法计算我孔道数不清

  活性炭是一种优良的吸附剂,主要由80%~90%的碳组成的多孔性物质。

  组成活性炭的碳属于结晶形。这些碳结晶在活性炭中无规则地排列着,堆积得非常疏松,但是相互连接又十分牢固,因此便形成数不清的孔隙。

  据统计,每一克活性炭,微孔竟达1020个,如果把这些孔隙一个一个地切开、展平,并一块接一块地铺起来,一克活性炭孔隙的表面,足可以覆盖800~900平方米的面积。其中,微孔的表面积约占全部的90%。通常把单位质量下的表面积叫做比表面。

  (3)要你靠近我极强的吸附作用

  几乎所有固体、液体都有吸附作用。在它们内部,分子间的相互作用力是平衡的。而处在表面的分子,所受的力却失去了平衡。处在这种状态的分子为了维持平衡,就要吸引其他分子,这种分子间相互的吸引就是物理吸附作用。

  一般固体表面吸附作用较弱,然而,发生在活性炭微孔中的物理吸附作用,由于微孔的孔径大小与被吸附物质的分子大小相近,这样,处在表面的活性炭分子,对一个被吸附的分子,就可以从不同的角度同时进行吸附,这种吸附是很牢固的。而活性炭的比表面这么大,就使它有可能截获住许多这种分子。所以,活性炭被称为万能吸附剂。

  但是,对于一些沸点低、分子小而又活泼的物质,采用物理吸附就难以奏效了。我们可以把活性炭经化学药品浸渍,化学药品就附着在了活性炭的孔隙表面。当这些小分子通过活性炭时,就被预先埋伏在大、中孔里的化学药剂所俘获,并立即起化学反应。例如,氢氰酸是一种剧毒物质,当它通过浸渍有铜的氧化物的活性炭时,便发生化学变化,生成有毒固态物质,并沉积在活性炭的孔壁上。我们把活性炭的这个本领叫做化学吸着作用。

  (4)不要抛弃我活性炭的再生

  活性炭的应用范围日益扩大,使用量日益增加。如果用过一次就扔掉,那就太可惜了。人们不断的探索和研究,将用过的失效的活性炭经过处理后,使其重新具有活性,恢复它原来的吸附能力,终于取得了一些成果。

  活性炭的传统再生主要有三种方法。

  加热再生法就是将吸附了有机物的活性炭放入再生炉中加热,使一部分被吸附物质挥发或热分解而分离,另一部分再与水蒸气反应而被氧化,使活性炭得到再生。这种方法简单易行,是最广泛使用的一种方法。

  化学再生法就是用无机化学药品进行再生,这种方法常用在被吸附物质有回收价值的情况下。

  生物再生法是在炭层内,让某种细菌繁殖,而使吸附的有机物分解。

  可以预料,活性炭的再生还会研究出更好的方法,为环境保护造福。

  19、用简洁的语言,概括本文说明的主要内容。(30个字内)(3分)

  答:

  20、例举第(3)部分中运用的一种说明方法,分析这种方法在文中的作用。

  答: (3分)

  21、几乎所有固体、液体都有吸附作用一句的几乎二字可以删去吗?为什么?

  答: (2分)

  22、根据选文内容,用自己的话说明活性炭特点和用途。(3分)

  答:

  23、分析说明选文在结构形式和说明顺序方面有什么特点,这样写有什么好处?(4分)

  答:

  参考答案:

  19、本文主要介绍活性炭的特点、作用和活性炭的再生方法。(3分)

  20、示例:①作诠释:对活性炭的吸附作用加以具体的解释说明,使说明更通俗易懂。②举例子:通过对氢氰酸浸渍的实例,把活性炭的化学吸附作用说得更具体,明白,这样就更有说服力。③分类别:对活性炭的物理吸附作用和化学吸附作用分类加以说明,使说明更具条理性。(只需举一例分析即可,3分)

  21、不可以。虽然句子强调了所有固体、液体都有吸附作用,但不能排除特殊的情况,只有保留几乎二字,才能准确地表达这个意思。(2分)

  22、活性炭是由碳组成的多孔性物质,具有极强的吸附作用,目前主要用于废水处理和环境保护。(3分)

  23、示例:全文属于总分式结构。先用实例总的说明活性炭的用途,以提高读者的阅读兴趣,然后分列小标题,按照逻辑顺序逐层深入地说明活性炭的特点、作用和活性炭的再生方法。做到了由表及里、由此及彼、由浅入深的地说明,清楚明白,通俗易懂。(4分)

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