吸附原理(公开课)技术分析.ppt

吸附原理与吸附剂 日常生活中，我们可以用它们来做什么？ 吸附： 利用某些固体能够从流体混合物中选择性地凝聚一定组分在其表面上的能力，使混合物中的组分彼此分离的单元操作过程。 吸附的工业应用 广泛应用于化工、石油化工、医药、冶金和电子等工业部门，用于气体分离、干燥及空气净化、废水处理等环保领域。 吸附原理 吸附是一种界面现象，其作用发生在两个相的界面上。 2. 根据吸附剂对吸附质之间吸附能力的不同，可分为物理吸附和化学吸附。 3. 在气体分离过程中，绝大部分是物理吸附，只有少数情况属于化学吸附。 吸附剂 吸附剂的性能要求： 有较大的比表面积 对吸附质有较高的吸附能力和高选择性 较高的强度和耐磨性 颗粒大小均匀 具有良好的化学稳定性、热稳定性以及价廉易得 容易再生 常用的吸附剂 ①活性炭 活性炭是一种黑色多孔的固体炭质。早期由木材、硬果壳或兽骨等经炭化、活化制得，后改用煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500～1700m2/g间。具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂。可用于回收混合气体中的溶剂蒸气，各种油品和糖液的脱色，炼油、含酚废水处理以及城市污水的深度处理，气体的脱臭等。 ②硅胶 硅胶别名硅橡胶，是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。主要用于气体干燥、气体吸收、液体脱水、制备色谱和催化剂等。 ③活性氧化铝 活性氧化铝为无定形的多孔结构物质，通常由氧化铝加热、脱水和活化而得，是一种极性吸附剂，对水有很强的吸附能力，主要用于气体与液体的干燥以及焦炉气或炼厂气的精制等。 ④合成沸石和天然沸石分子筛 沸石是一种硅铝酸金属盐的晶其晶格中有许多大小相同的空穴，可包藏被吸附的分子，空穴之间又有许多直径相同的孔道相连。分子筛能使比其孔道直径小的分子通过孔道，吸附到孔道内部，而比孔径大的物质分子则排斥在外面，从而使分子大小不同的混合物分离，起了筛选分子的作用。主要用于环境保护中的水处理、脱除重金属离海水提钾、各种气体和液体的干燥、烃类气体或液体混合物的分离等。 练习 2、物理吸附和化学吸附有许多不同之处，下面的说法中不正确的是（ ） A. 物理吸附是分子间力起作用，化学吸附是化学键力起作用 B .物理吸附有选择性，化学吸附无选择性 C .物理吸附速率快，化学吸附速率慢 D. 物理吸附一般是单分子层或多分子层，化学吸附一般是单分子层 小结 一、吸附原理 化学吸附 物理吸附 二、吸附剂 1、吸附剂的性能要求 2、常用吸附剂:活性炭、硅胶、活性氧化铝、合成沸石和天然沸石分子筛 作业 简答： 1、比较物理吸附与化学吸附有哪些不同之 处？ 2、吸附剂有哪些性能要求？ 吸附剂：具有一定吸附能力的固体材料。 吸附质：被吸附的物质。 脱附：组分脱离固体吸附剂表面的现象。 吸附热：吸附过程所放出的热量。 物理吸附： 当气体或液体分子与固体表面分子间的作用力为分子间力时产生的吸附。 特点：1）是一种可逆过程； 2）吸附质在吸附剂表面形成单层或多层分子吸附时，其吸附热比较低； 3）吸附无选择性，任何固体可以吸附任何气体，当然吸附量会有所不同； 4）吸附稳定性不高，吸附和解吸速率都很快； 5）吸附不需要活化能，吸附速率并不因温度的升高而变快。 化学吸附： 由吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合作用造成的，即在吸附质与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。 特点：1）化学吸附往往是不可逆的； 2）化学吸附的吸附热接近于化学反应的反应热，比物理吸附大的多； 3）吸附很稳定，一旦吸附，不易解吸； 4）吸附是单分子层的； 5）吸附需要活化能，温度升高，吸附和解吸速率加快。