活性炭の液相吸着

先日大学の工学実験で多孔質材料を用いて液相吸着の実験を行いました。
内容は濃度の異なる酢酸水溶液に活性炭を加え水酸化ナトリウム水溶液で中和適定するというものです。

参考文献などを見てみると単分子吸着するようなのですが、実験データをプロットしグラフを作成したところ多分子吸着のグラフとなりました。

そのため考察しようにもあまりに予想していた結果と異なり手を焼いています。

考えられる原因などがありましたらどのような意見でも構いませんのでよろしくお願いします。

No.3 回答者： frolander 回答日時： 2008/12/11 21:53

某T大学で同じような実験のTAをした者です。

私も同じような結果に悩まされました。吸着等温線を描くと途中までLangmuir型をたどりますが、そこから指数関数的に吸着量が増えてしまいました。

現在の私の見解は以下のようなものです。
(1)吸着サイトが複数ある；一般に活性炭に対する物質(私は酢酸を使いました)の吸着はLangmuir型になるとされています。しかし、これはvan der Waals力(またはLondon分散力)に起因する物理吸着のみを考えた場合です。活性炭表面には解離性の官能基(水酸基)があることが多数報告されており、この水酸基に対しても酢酸分子が吸着する場合は、吸着形態が2つあることになります。この場合は多サイト吸着ですからFreundlichの吸着式が当てはまることになります。実際、私の結果はFreundlichの式が最もよくあてはまりました。
(2)マクロ孔への吸着；(詳しくは近藤精一・石川達雄・安部郁夫共著『吸着の化学』P.29をご覧ください)活性炭のようにマイクロ孔(孔径＜2nm)を持ち、外部表面積が細孔内部表面積に比べて小さい個体への吸着は、途中までLangmuir型の曲線となり、その後指数関数的な吸着量の増加が観察されるそうです。その理由が、マクロ孔(孔径＞50nm)への吸着らしいです。
私は、マクロ孔への吸着がなぜ吸着量の急増をもたらすのか知らないのと、物理的な解釈がしっくりくるという理由で(1)の考察の方が好きです。

吸着に関する教科書はほとんどが気相吸着についてなので、なかなか液相吸着に対する考察に用いるのは難しいです。しかし、実際の産業(特に化学工学分野)では液相吸着の方が断然重要だと思うので、是非勉強頑張ってください!!私も同じ悩みを抱えている人がいるとわかって嬉しかったです。

No.2 回答者： TEOS 回答日時： 2008/07/26 04:06

活性炭の種類も、沢山有り、酸性、中性　アルカリ性、粒度、カーボンの種類により、吸着物が異なります。

カラムへの詰め方　乾燥程度
その為、吸着するもの、しないものが有ります。
どんな吸着分布のグラフなんでしょう？？
想定理論とどう違うのでしょうか？？？

私の吸着させる原料は、いろいろな金属を含む有機溶媒ですが、
窒素で圧送すると、爆発性のガスが分離してでてきます。
カラムから抜き出す時も、充分乾燥しても　空気と触れた時に
発火する場合も有りますから。

No.1 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2008/07/25 22:53

生データを見ないで言えることはありません．

あなたの解釈が正しいのかどうかさえ，判断根拠となるものが何もないのに，他人が何を言えるというのでしょうか？