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椰殼活性炭不同的孔徑能夠發揮出相應的機能。國際純粹與應用聯合會(IUPAC1972)依據不同的尺寸空隙中分子吸附劑的不同,將孔分為三類:孔?直徑大于5mn的為大孔;孔隙直徑在2?50nm之間的為中孔;直徑小于2nm的為微孔。
大孔是吸附發生時吸附質的通道,其比表面積一般很小,約0,5?2m2/g,本身也無吸附作用。但當椰殼活性炭用于催化領域時,較大的孔隙作為催化劑沉積的場所是十分重要的,通過讓微生物及菌類在其中繁殖,使得無機的碳材料能發揮生物質機能,而且,隨著微生物及菌的種類不同,其機能相應變化。因此,生物椰殼活性炭需要一定數量的大孔。
中孔在椰殼活性炭的應用中起著十分重要的作用,首先它能用于添載催化劑及各沖化學藥品,隨著所添載的比學藥品種類的不同,機能隨之不同,從而使椰殼活性炭具有催化劑性能或其他特殊吸附性能;同時中孔在足夠的蒸氣壓下按毛細凝聚原理吸附蒸汽,這表現在中孔發達的椰殼活性炭對有機大分子有很好的吸附作用,常用于除去溶液中較大的有色雜質或呈膠狀分布的顆粒而使溶液脫色;其次,中孔可作為吸附質進入微孔的通道。中孔的比一般在20?70mVg,也可以采用特殊的原料和工藝制得中孔發達的椰殼活性炭以增強活牲炭的脫色效采和氣相吸附性能,此時,其表面積可達2OO?700m2/g。
微孔的比表面積―股可達800?1000m2/g, 通常約占椰殼活性炭總比表面積的390-95%,呈現出很強的吸附怍用,在吸附及充壩過程中,其進程不僅依賴于空隙形態,,面且受吸附質能以及吸附質吸附劑間相互作用的影響。因此,微孔主要決定椰殼活性炭的吸附特性。
孔結構和孔形狀吸附都有很大影響,微孔碳結構中存在的幾種空隙有:開孔型、部分閉孔型和間充籠型。
椰殼活性炭由于特殊的碳結構,使得碳質吸附劑的孔隙具有狹縫型的特征,這與其他類型吸附劑的孔隙有明顯有區別:如苯分子是—種片狀分子,可以被孔隙尺寸為0.4nm的碳分子篩吸附而不被空隙尺寸為0.4mn的沸石所吸附:碳分子篩可優先吸附扁平的苯分子而不吸附椅型或船型的環已烷分子或異丁烷分子,后兩種分子不能進入狹縫型孔隙。
按照分子大小尺度和吸附劑之間的關系所劃分的吸附狀態主要有4種: ①分子尺度>細孔直徑,此時因分子篩的作用,分子無法進入空隙,故不起吸附作用。
② 分子尺度≈細孔直徑,此時分子直徑與細孔直徑相當,吸酎劑對吸附分子的捕捉能力非常強,適于極低濃度下的吸附。
③ 分子尺度<細孔直徑,此時吸附質分子在細孔內發生毛細凝聚,吸附量大:
④ 分子尺度《細孔直徑,此時吸附的分子容易發生脫附,脫附速度快,但低濃度小的吸附量小。
通常微孔碳吸附劑的微孔的實際尺度應與氣相吸附分子尺度相當成小于微孔徑。