吸附材料的特点应用及发展.pdfVIP

吸附材料的特点、应用及发展 1、吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物，以便回收或去除它们， 从而使废水得到净化的方法。利用吸附法进行物质分离已有漫长的历史，国内外的 科研工作者在这方面作了大量的研究工作，目前吸附法已广泛应用于化工、环境保 护、医药卫生和生物工程等领域。在化工和环境保护方面，吸附法主要用于净化废 气、回收溶剂（特别适用于腐蚀性的氯化烃类化合物、反应性溶剂和低沸点溶剂） 和脱除水中的微量污染物。后者的应用范围包括脱色、除臭味、脱除重金属、除去 各种溶解性有机物和放射性元素等。在处理流程中，吸附法可作为离子交换、膜分 离等方法的预处理，以去除有机物、胶体及余氯等，也可作为二级处理后的深度处 理手段，以便保证回用水质量。利用吸附法进行水处理，具有适应范围广、处理效 果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点，随着现有吸附剂性能的不断 完善以及新型吸附剂的研制成功，吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。 吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素，广义而言，一切固体都具有 吸附能力，但是只有多孔物质或磨得极细的物质由于具有很大的表面积，才能作为 吸附剂。工业上常用的吸附剂有：活性氧化铝、硅胶、活性炭、分子筛等，另外还 有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。气体吸附分离成功与否，极大程度 上依赖于吸附剂的性能，因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。工业吸附剂 还必须满足下列要求：  （）吸附能力强； （）吸附选择性好； （）吸附平衡浓度低； （）容易再生和再利用； （）机械强度好； （）化学性质稳定； （）来源广； （）价廉。 2、几种常见吸附剂的特性 （1）活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成，它的性质取决于最初氢氧化 物的结构状态，一般都不是纯粹的Al2O3,而是部分水合无定形的多孔结构物质，其 中不仅有无定形的凝胶，还有氢氧化物的晶体。由于它的毛细孔通道表面具有较高 的活性，故又称活性氧化铝。它对水有较强的亲和力，是一种对微量水深度干燥用 的吸附剂。在一定操作条件下，它的干燥深度可达露点‐７０℃以下。市售的层析用 氧化铝有碱性、中性和酸性三种类型，粒度规格大多为100～150目。  碱性氧化铝（pH9—10）：适用于碱性物质（如胺、生物碱）和对酸敏感的 样品（如缩醛、糖苷等），也适用于烃类、甾体化合物等中性物质的分离。但这种 吸附剂能引起被吸附的醛、酮的缩合。酯和内酯的水解、醇羟基的脱水、乙酰糖的 去乙酰化、维生素A和K等的破坏等不良副反应。所以，这些化合物不宜用碱性氧化 铝分离。 酸性氧化铝（pH3.5—4.5）：适用于酸性物质如有机酸、氨基酸等以及色素 和醛类化合物的分离。 中性氧化铝（pH7—7.5）：适用于醛、酮、醌、苷和硝基化合物以及在碱性 介质中不稳定的物质如酯、内酯等的分离，也可以用来分离弱的有机酸和碱等。 （2）硅胶：硅胶是硅酸的部分脱水后的产物，其成分是SiO2·xH2O，又叫缩水 硅酸。是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，为一种亲水性的极 性吸附剂。它是用硫酸处理硅酸钠的水溶液，生成凝胶，并将其水洗除去硫酸钠后 经干燥，便得到玻璃状的硅胶，它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等。 工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。粗孔硅胶在相对湿度饱和的条件下，吸附量 可达吸附剂重量的８０％以上，而在低湿度条件下，吸附量大大低于细孔硅胶。 适用范围：非极性和极性化合物，适用于芳香油、萜类、甾体、生物碱、强心甙、 蒽醌类、酸性、酚性化合物、磷脂类、脂肪酸、氨基酸，以及一系列合成产品如有 机金属化合物等。 硅胶的市场预测与发展前景及应用领域拓展 近年来硅胶的生产呈现出快速发展态势，专业化分工趋于细化，技术进步促使 应用领域不断拓展，北美、欧盟、我国、日韩和东南亚地区是主要的技术研发和市 场所在地，产能集中，特点明显。我国仍以低端产品为主。 近年来，硅胶技术呈现出明显的专业化分工发展趋势，基础硅胶在我国发展迅 猛，微粉硅胶在欧美和日韩获得长足进步。基础硅胶和微粉硅胶在形态和性能上的 差异，成为多样化应用发展的直接动力。 （3 ）活性炭  吸附剂中活性炭应用于水处理已有几十年的历史。年代后有很大发展，国内 外的科研工作者已在活性炭的研制以及应用研究方面作了大量的工作。制作活性炭 的原料种类多、来源丰富，包括动植物 如木材、锯木屑、木炭、谷壳、椰子壳、 稻麦杆、坚果