8吸附分离 [兼容模式].pdf

第八章 吸附分离 吸附现象 A 下雨 – 潮湿; 气 液 B 冰箱除异味 C 变色硅胶 固 内 容 1 概 述 2 吸附剂 3 离子交换剂 4 吸附操作技术 5 影响吸附的因素 6 应用 1 概 述 吸附(adsorption)：溶质从液相或气相转移到固相的现象。 吸附机制：固体表面分子(或原子)处于特殊的状态。固体内 部分子所受的力是对称的，故彼此处于平衡。但在界面 分子的力场是不饱和的，即存在一种固体的表面力，它 能从外界吸附分子、原子、或离子，并在吸附表面上形 成多分子层或单分子层。 吸附作用: 物质从气体或液体浓缩到固体表面从而实现分离 的过程。 吸附剂: 在表面上能发生吸附作用的固体，或称为吸附介质。 吸附物: 被吸附的物质。 2 吸附剂 2.1 吸附剂的类型——材料结构 A 、非多孔类：非多孔性固体的比表面仅取决于颗粒的 外表面，比较而言比表面积小，用粉碎的方法可以增 加其比表面积。 B、多孔类：多孔性颗粒的表面是由 “外表面”和 “内 表面”所组成，内表面积可比外表面积大几百倍。由 于颗粒内微孔的存在，比表面很大，可达每克几百平 方米。 2.2 比表面积的测定 一般采用B.E.T(Brunueer-Emmett-Teller) 法：在液 氮温度下(-196°C) ，用吸附剂吸附氮气，在吸附剂 表面形成单分子吸附层 ，测定氮气的吸附体积 3 2 v (cm /g) ，计算比表面积a(cm /g): m N-阿弗加德罗常数，s-被吸附分子的横截面积，在- -15 2 196°C 氮气分子的s 1.6210 cm 。 2.3 平均孔径（平均粒度）及其分布 吸附剂的孔径及分布可采用水银压入法，利用 汞孔度计测定。当压力升高时，水银可进入到细孔 中，压力p与孔径d的关系为 -水银的表面张力(0.48N/m2)，-水银与细孔 壁的接触角(=140°)。通过测定水银体积与压力之 间的关系即可求出孔径的分布情况。 2.4 常见吸附剂——化学成分 2.4.1 活性炭 “万能吸附剂” 活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、竹炭、 各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进 行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序 加工制造而成。 优点：吸附力强、分离效果好、价格低廉等。 缺点：色黑质轻，易造成环境污染。 分类：粉末活性炭、颗粒活性炭、锦纶活性碳。 选择性：极性非极性；芳香族脂肪族；大分子量小分子量 视频：木炭吸附试验 2.4.2 硅胶 硅胶是一种高活性吸附材料，通常是用硅酸钠和硫酸反应，并 经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。不溶于水和任何溶剂， 无毒无味，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。 特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械 强度等。 分类：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶 变色硅胶：细孔硅胶+CoCl2 产品特点： 对水蒸汽有极强的吸附作用 吸湿前：蓝色 吸湿量：浅红色 2.4.3 大孔网状聚合物吸附剂 由有机高分子聚合物形成的不溶于酸、碱及各种 有机溶剂的具有多孔骨架的吸附剂，又称为大网格吸 附剂、大孔树脂、吸附树脂。 2.4.3.1 特点： （1）选择性好 （2 ）解吸容易 （3 ）机械