吸附劑的良好吸附性能是由于它具有密集的細孔構造。與吸附劑細孔有關的物(wù)理性能有:
a.孔容(VP):吸附劑中(zhōng)微孔的容積稱爲孔容,通常以單位重量吸附劑中(zhōng)吸附劑微孔的容積來表示(cm3/g).孔容是吸附劑的有效體(tǐ)積,它是用飽和吸附量推算出來的值,也就是吸附劑能容納吸附質的體(tǐ)積,所以孔容以大(dà)爲好。吸附劑的孔體(tǐ)積(Vk)不一(yī)定等于孔容(VP),吸附劑中(zhōng)的微孔才有吸附作用,所以VP中(zhōng)不包括粗孔。而Vk中(zhōng)包括了所有孔的體(tǐ)積,一(yī)般要比VP大(dà)。
b.比表面積:即單位重量吸附劑所具有的表面積,常用單位是m2/g。吸附劑表面積每克有數百至千餘平方米。吸附劑的表面積主要是微孔孔壁的表面,吸附劑外(wài)表面是很小(xiǎo)的。
c.孔徑與孔徑分(fēn)布:在吸附劑内,孔的形狀極不規則,孔隙大(dà)小(xiǎo)也各不相同。直徑在數埃(A0)至數十埃的孔稱爲細孔,直徑在數百埃以上的孔稱爲粗孔。細孔愈多,則孔容愈大(dà),比表面也大(dà),有利于吸附質的吸附。粗孔的作用是提供吸附質分(fēn)子進入吸附劑的通路。粗孔和細孔的關系就像大(dà)街和小(xiǎo)巷一(yī)樣,外(wài)來分(fēn)子通過粗孔才能迅速到達吸附劑的深處。所以粗孔也應占有适當的比例。活性炭和矽膠之類的吸附劑中(zhōng)粗孔和細孔是在制造過程中(zhōng)形成的。沸石分(fēn)子篩在合成時形成直徑爲數微米的晶體(tǐ),其中(zhōng)隻有均勻的細孔,成型時才形成晶體(tǐ)與晶體(tǐ)之間的粗孔。
孔徑分(fēn)布是表示孔徑大(dà)小(xiǎo)與之對應的孔體(tǐ)積的關系。由此來表征吸附劑的孔特性。
d.表觀重度(dl):又(yòu)稱視重度。
吸附劑顆粒的體(tǐ)積(Vl)由兩部分(fēn)組成:固體(tǐ)骨架的體(tǐ)積(Vg)和孔體(tǐ)積(Vk),即:Vl= Vg+ Vk
表觀重度就是吸附顆粒的本身重量(D)與其所占有的體(tǐ)積(Vl)之比。
吸附劑的孔體(tǐ)積(Vk)不一(yī)定等于孔容(VP),吸附劑中(zhōng)的微孔才有作用,所以VP中(zhōng)不包括粗孔。而Vk中(zhōng)包括了所有孔的體(tǐ)積,一(yī)般要比VP大(dà)。
e.真實重度(dg):又(yòu)稱真重度或吸附劑固體(tǐ)的重度,即吸附劑顆粒的重量(D)與固體(tǐ)骨架的體(tǐ)積Vg之比。
假設吸附顆粒重量以一(yī)克爲基準,根據表觀重度和真實重度的定義則:
dl==l/Vl; dg=l/Vg
于是吸附劑的孔體(tǐ)積爲:Vk=l/dl–l/dg
f.堆積重度(db):又(yòu)稱填充重度,即單位體(tǐ)積内所填充的吸附劑重量。此體(tǐ)積中(zhōng)還包括有吸附顆粒之間的空隙,堆積重度是計算吸附床容積的重要參數。
以上的重度單位常用g/cm3、kg/l、kg/m3表示。
g.孔隙率(εk):即吸附顆粒内的孔體(tǐ)積與顆粒體(tǐ)積之比。
εk=Vk/(Vg+Vk)=(dg-dl)/ dg=1-dl/dg
h.空隙率(ε):即吸附顆粒之間的空隙與整個吸附劑堆積體(tǐ)積之比。
ε=(Vb-Vl)/Vb=(dl-db)/dl=1-db/dl