吸附及其理论.pdf
吸附及其理论.pdf
第 2 章 吸附及其理论 2.1 吸附概述 2.1.1 吸附概念 吸附(adsorption)是指在固相—气相、固相—液相、固相—固相、液相—气相、液相 —液相等体系中，某个相的物质密度或溶于该相中的溶质浓度在界面上发生改变（与本 体相不同）的现象。几乎所有的吸附现象都是界面浓度高于本体相（正吸附：positive adsorption ），但也有些电解质水溶液，液相表面的电解质浓度低于本体相（负吸附： negative adsorption ）。被吸附的物质称为吸附质（adsorbate ），具有吸附作用的物质称为 吸附剂(adsorbent) 。吸附质一般是比吸附剂小很多的粒子，如分子和离子，但也有和吸 附剂差不多大小的物质如高分子[36] 。 吸附属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表 面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以 吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用， 所以工业上经常利用表面积大的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。吸附分离是借助于 下述三种机理来实现的：位阻效应、动力学效应和平衡效应。位阻效应是由沸石的分子 筛分性质产生的。在这种情况下，只有小的并具有适当形状的分子才能扩散进入吸附剂， 而其它分子都被阻挡在外。动力学效应是借助于不同分子在吸附剂中的扩散速率不同来 实现的。大多数的吸附过程都是通过混合气的平衡吸附来完成的，因此被称为平衡分离 过程。一般来说吸附作用分为两种： 物理吸附，吸附剂和吸附质之间通过分子间力(也称“范德华”力)相互吸引，形成 吸附现象，在吸附过程中物质不改变原来的性质，吸附能较小。吸附质分子和吸附剂表 面分子之间的吸引机理，与气体的液化和蒸汽的冷凝时的机理类似。物理吸附的特点是： ①通常是放热过程，但放热不大，大约 20KJ·mol-1[37] 。②物理吸附只取决于气体的物理 性质及固体吸附剂的性质，不像化学吸附那样具有较强的选择性。③物理吸附的吸附速 率很快，因而吸附速率受温度影响很小，有时即使在低温条件下，吸附速度也是相当快 的。④在低压下物理吸附可能的吸附层一般是单分子层，随着气压增大，吸附层可以变 为多层。⑤物理吸附通常是可逆过程，被吸附的物质很容易再脱离，如用活性炭吸附气 体，只要升高温度，就可以使被吸附的气体逐出活性炭表面。 化学吸附，被吸附的分子和吸附剂表面的原子发生化学作用，在吸附质和吸附剂之 间发生了电子转移、原子重排或化学键的破坏与生成等现象。在吸附过程中物质发生了 化学变化，不再是原来的物质了，一般催化剂都是以这种吸附方式起作用的。化学吸附 所放出的能量比物理吸附大得多，其数量相当于化学反应热。化学吸附热量一般为 -12- 83.74~418.68KJ·mol-1 [37] 。化学吸附的特点是：①化学吸附的吸附热比物理吸附过程大， 与化学反应热接近。②化学吸附有很强的选择性，仅能吸附参与化学反应的某些气体。 ③化学吸附速度受温度影响很大，随温度的升高而显著变快。④化学吸附是单分子层或 单原子层吸附。⑤化学吸附一般是不可逆的，吸附比较稳定，被吸附气体不易脱附。 值得一提的是，吸附过程往往既有物理吸附也有化学吸附。对同一吸附剂在较低温 度下，吸附某一种气体组分可能是进行物理吸附，而在较高温度下，所进行的吸附都是 化学吸附。 2.1.2 吸附剂 2.1.2.1 吸附剂的性能要求 吸附过程中具有吸附作用的物质称为吸附剂。在吸附分离过程中，吸附剂的性能是 关键。工业吸附剂要具备下列条件才有实用价值： ①大的比表面积，均匀的颗粒尺寸。工业应用的吸附剂如活性炭、分子筛、硅胶等， 都是具有许多细孔巨大内表面积的固体，其比表面积见表 2.1 。吸附剂之所以具有巨大 的表面积是因为具有发达的微孔结构。 表 2.1 几种常用吸附剂的比表面积 Table 2.1 Surface area of several common adsorbents 吸附剂种类 活性炭 硅胶 活性氧化铝 分子筛 2 -1 表面积（m ·g ） 500-1500 300-800 1
相关知识
栀子花精油头香提取用吸附材料的制作方法及其应用.pdf
沸石分子筛低成本绿色合成及其温室气体吸附性能研究
强化米生产中营养液制备及其吸附特性研究
改性壳聚糖季铵盐的研制及其对高氯酸盐的吸附研究
改性花生壳生物炭吸附典型烷基和氯代有机磷阻燃剂的机理研究
树木花相理论在植物景观设计中的应用.pdf全文
多孔硅酸镁高效吸附材料的构筑及其重金属离子吸附性能研究
蛭石—水溶液体系中Cu（Ⅱ）的吸附特性研究
雄性主体理论——被子植物花起源的一个最新理论
理论生物物理漫谈
网址: 吸附及其理论.pdf https://m.huajiangbk.com/newsview2083726.html
| 上一篇: 植物树皮衍生的吸附剂对污染物的吸 |
下一篇: 泥石流中小木屑的几何形态及其对碎 |
