活性碳的吸附範圍

sonybug · 2015/01/23

請教各位先進,前輩一個活性碳的問題.
活性碳會吸附銅離子,所以很多下完藥的魚友都會用來清除餘藥.
銅的原子量是63.5
也有魚友說養sps時活性碳過多會吸附鉀,使藍色系退色.
鉀的原子量是39.1

水分子量18,不會吸附,不然微孔就全被水占滿了.
氧分子量32,應該也不會吸附,不然生物應該也死光了.

但是no3,po4分子量是62和95,
我做過實驗,把50mg/l濃度的no3浸泡相當足量的全新活性碳中,
發現no3並沒有降多少,(下降比例可能還是因為被活性碳中的水稀釋了)
原子量小的鉀會被吸附,但分子量大的no3卻沒被吸附.

那活性碳吸附的範圍究竟是多少?
是依分子量來決定,還是有其他判斷標準呢?

hugo1974 · 2015/01/23

這太專業了
我也想知道
等待神人解答

amiter0707 · 2015/01/23

活性碳能吸收no3 ?

bearandzn · 2015/01/23

活性炭是植物下去製造的,成分不只是炭原子而已
生物組成的主要元素有C H O N P S
這些元素在碳原子上形成官能基通常帶負電
因此對某些帶正電離子(如重金屬)有吸附作用
但是遇到帶負電離子時(硝酸鹽,磷酸鹽)就無法吸附了

sonybug · 2015/01/23

感謝阿新的回覆,
是不是分子夠大的雜質,即使沒解離,還是會被吸附.
而分子量較小的離子,只有陽離子會被吸附?
例如NH4,
而像H+這種陽離子實在太小了,所以即使帶正電,還是不會被吸附?

bearandzn · 2015/01/23

sonybug 說：
感謝阿新的回覆,
是不是分子夠大的雜質,即使沒解離,還是會被吸附.
而分子量較小的離子,只有陽離子會被吸附?
例如NH4,
而像H+這種陽離子實在太小了,所以即使帶正電,還是不會被吸附?

雜質只要夠大,可以被活性碳的多孔性結構抓住
就像濾棉抓住雜質的形式,算是物理過濾

陽離子這部分,我認為溶解度(Ksp 沉澱表)的影響要比粒子的尺寸要大(雖然這兩點有相關)
常見能與銨根形成沉澱的官能基似乎不多
推測活性炭上面的官能基是不與銨根鍵結的種類

氫離子+官能基=酸,強酸鹽的氫離子都是極度解離的
弱酸的根比較能吸附氫離子
但生物體內的弱酸根很多的結構是羧基,羧基在高溫燒製後就只剩下碳了

讓我比較想不通的是鉀離子真的會被活性碳吸收嗎?
以前養淡水時老闆曾跟我說過活性碳能吸附銅離子
彈道是沒聽過吸附鉀離子(淡水應該沒人在意鉀離子)
就我的認知裡,通常鹼金屬的鹽類極易溶於水,要被鍵結並不容易

bbbabab · 2015/01/23

活性碳主要靠
凡得瓦爾力做吸附
此類吸附，一般都吸非極性的有機物

活性碳由於高溫過程
一些double bond會形成C=O, CO2H等極性鍵
如靠氫鍵等，所以也可以吸附高極性的有機物

一般活性碳是不會吸附離子的
H2O, Cl-, Cu, K, NO3, PO4等，都不會吸附

會吸附銅
很有可能的機制是，銅受到硫蛋白的螯合，或其他螯合劑等
形成螯合銅，才有機會被活性碳給吸附

至於，鉀
我倒是沒聽說活性碳會吸附鉀

活性碳的吸附能力，是靠比表面積
比表面積越大，能吸附的雜質也越多
但相反的，比表面積越大，孔洞就越小
因此能進入的有機物大小就會受限
取決於有機物的分子量

活性碳，也可以除氯
主要還是靠double bond的氧化
但此效率較不佳，可用其他物品取代

sonybug · 2015/01/24

感謝各位前輩精闢的回覆,
就使用經驗來說活性碳確實不可能吸附鉀,
畢竟一噸海水中就快400g的鉀,
連鉀都吸附應該馬上就失效了.
這麼說活性碳吸附物質的原理主要是凡德瓦力,
但某些物質理論上不會被吸附的,確有可能因為與其他物質結合而貝吸附?

再請問前輩,活性碳有辦法吸附胺基酸嗎,
還是要看胺基酸的種類而定,例如是親水性,疏水性,酸性,鹼性?

如果活性碳能吸附部分胺基酸,那N.P的負擔又少了些.
不好意思,問了些蠢問題.

bbbabab · 2015/01/24

氨基酸，有NH2又有CO2H

分子小極性大，對於活性碳而言
可以吸附，但效果不佳

bbbabab · 2015/01/24

在海水中，要單獨與K結合，確實不容易
IA族，本身鍵結能力就弱了
再加上Na的含量要高於K，約30倍

如何區分兩者，還蠻困難的
如特殊的tetraphenylborate

violeta · 2015/01/24

超專業的一流的

sonybug · 2015/01/25

謝謝小益前輩詳細的解說.

活性碳的吸附範圍

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