磁性吸附材料.doc

磁性吸附材料 定义 吸附是一个自发的热力学过程，它利用物质的表面能，使相界面的浓度发生变化，是一种传质现象。磁性吸附材料是指具有较大比表面积和较高表面能的由过渡元素铁、钴、镍及其合金组成的具有磁性的一类材料，对于处理污染废水的吸附材料来讲是指能够对多种污染物(特别是采用其它方法难以有效处理的有剧毒和难降解的污染物)具有较强的吸附能力并能将其从固相或液相中有效分离并去除的材料。吸附操作所使用的固体材料一般为多孔微粒或多孔膜，具有很大的比表面积，称为吸附剂或吸附介质。被吸附的溶质称为吸附质。吸附剂是能有效地从气体或液体中吸附其中某些组分的固体物质。吸附剂一般有以下特点:具备大的比表面积、适宜的孔状结构，及表面排列结构，其次是对吸附质有强烈的吸附能力，但一般不与吸附质和介质发生化学反应，并且制造方便，容易再生。吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类，如粗孔和细孔吸附剂，粉状、粒状、条状吸附剂，碳质和氧化物吸附剂，极性和非极性吸附剂等。常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂。用于大气和水环境治理的常用的吸附剂主要有硅胶、活性炭、硅藻土、活性氧化铝、沸石或其他特殊类型的分子筛等，当前吸附研究大多针对水体有机污染物。而利用吸附剂对气态污染物进行吸附的研究则相对较少，目前仅限于使用一些常规的吸附剂对气态硫化物、气态汞和具有挥发性。 二．分类 工业上有各种各样的常用吸附剂，根据吸附剂材料不同，它们具有不同的孔径分布和对吸附质不同亲合性，大致可分为以下几类。 （1）胶原纤维固化铁、胶原纤维固化锆、胶原纤维固化铝（铬((Cr3+), 锆(Zr4+)及钦(Ti 4+)Fe3+, Zr4+和Al3+作为交联剂制备胶原纤维吸附材料)。基于皮胶原纤维的吸附材料对单宁具有很好的吸附选择性，对单宁酸的去除率达到97%以上(其中未被吸附的为小分子成分)，对缩合类单宁的吸附率几乎为100%，而对有效成分的吸附率较低。其吸附能力和吸附选择性比聚酞胺好得多。因此，胶原纤维吸附材料可用于中草药提取物或制剂中单宁的高选择性脱除。中草药提取物或制剂中不同类型的单宁将影响胶原纤维对有效成分的吸附。胶原纤维吸附材料对原花青素中的低聚体的吸附能力较弱，这对保留这类具有生物活性的有效成分非常有益。所制备的吸附材料为中药制剂中单宁(蹂质)的去除提供了一种新的、有效的方法。 (2)白土 白土分为漂白土和酸性白土。漂白土是一种天然粘土，其主要成分为硅铝酸盐。这种粘土经加热干燥后，可形成具有多孔结构的物质。SO:和A120:比值较低的白土，不经酸化处理是没有吸附能力的。只有经硫酸或盐酸处理后才具有吸附活性。用硫酸处理的工艺条件[691为:硫酸的浓度为20-40%，温度为80110C ,时间为4-12h。酸处理后的白土经洗涤、干燥、碾碎即可获得酸性白土，酸性白土的脱色效率比天然漂白土高。 (3)活性氧化铝（氧化铁、氧化锰） 氧化铝指的是氧化铝的水合物加热脱水而形成的多孔物质. 其它带有吸附物性的材料相比，氧化铝可以吸附极性分子，无毒， 机械强度大，不易膨胀且可以高温处理。氧化铝依据制备工艺的不同，通常比表面积可在150-350 m/g，并且可以在高温条件下再生。氧化铝晶相结构中能起吸附作用的主要是Y一型，在污染物质控制技术中，这种Y一型氧化铝(也称活性氧化铝)常用作石油气的脱硫及含氟废气的净化。工业氧化铝主要以a型和Y型两种晶体结构为主。在a型为主体晶型的氧化铝结构中，氧离为六方紧密堆积，铝离子与氧离子围成的对称八面体，晶格能很大，故熔点、沸点很高，a型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料;也用于制各种耐火砖、耐火柑祸、耐火管、耐高温实验仪器;还可作研磨剂、阻燃剂、也可用作填充料等;高纯的a型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料;还用于生产现代大规模集成电路的板基[38)0而Y型氧化铝则是在150-160℃的温度下制得，其结构主要为氯离子与氧离子围成的对称四面体。因此Y型氧化铝是一种大孔容(3)硅胶 活性氧化铝[70, 71]是将含水氧化铝，在严格控制升温的条件下，加热到454C ,使之脱水制得。活性氧化铝是一种多孔结构物质并具有良好的机械强度，其比表面积约为200-250m 2/g对水分有很强的吸附能力，主要用于气体和液体的干燥、石油气的浓缩和脱硫，近年来又将它用于含氟废气的治理[[72] （4）以CaC03为发泡剂联合冻融循环方法制备了聚乙烯醇/壳聚糖((PVAICS)复合型泡沫，通过批吸附实验研究了PVA/CS泡沫对水溶液中的C矿+离子的吸附。以CaC03为开孔剂，以硼酸为交联剂制备了PVA/CS大孔复合球，通过批吸附实验研究了PVA/CS大孔球对C价+，Pb2+, Zn2十和C矛