第十五章吸附分离法素材.ppt

* 球形分子筛颗粒 * 常用沸石分子筛 型号 孔径大小(?) 典型化学组成 SiO2与 Al203比 3A (钾型） ～ 3 2/3K20·1/3Na20·Al203·2SiO2 2 4A (钠型） ～ 4 Na20·Al203·2SiO2 5A (钙型） ～ 5 0.7Ca0·0.3Na20·Al203·2SiO2 10X (钙型） 8 ～ 9 0.8Ca0·0.2Na20·Al203·2.5 SiO2 2.5 13X (钠型） 9 ～ 10 Na20·Al203·2.5SiO2 Y (钠型） 9 ～ 10 Na20·Al203·5SiO2 5 钠丝光沸石 ～ 5 Na20·Al203·10SiO2 10 * 沸石分子筛中的原子形成笼形结构，其空穴大小决定了所能吸附分子的大小。 A型分子筛 * A型分子筛 * X型分子筛 * X型分子筛 * （5） 吸附树脂（Resin） 是一种网状结构的有机高聚物，如南开和成公司的ADS系列、美国RohmHaas公司的XAD系列树脂是苯乙烯与二乙烯苯的共聚物，可根据需要制成不同孔径、不同比表面积 、极性或非极性的吸附剂。 比表面积一般在200～700 m2／g左右。 主要用于废水中有机物的吸附、天然产物与生化产品的分离等。 * 树脂 第三节 影响吸附过程的因素 吸附剂的性质： 理化性质对吸附影响很大，要求吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。 吸附容量主要与比表面积有关； 吸附速度主要与颗粒度和孔径分布有关； 机械强度影响其使用寿命。 影响吸附过程的因素 吸附物的性质： 能使表面张力降低的物质，易为表面所吸附； 溶质从较易溶解的溶剂中吸附时，吸附量较少； 极性吸附剂易吸附极性物质，非极性吸附剂易吸附非极性物质； 对于同系列物质，吸附量变化有规律； 影响吸附过程的因素 溶液pH的影响： 影响某些化合物的离解度（常通过实验决定） 温度的影响： 吸附热越大，温度对吸附的影响越大。 其他组分的影响： 对混合物的吸附较纯溶质的吸附为差。 第四节 大网格聚合物吸附剂 大网格聚合物吸附剂： 大网格离子交换树脂去其官能团，保留多孔骨架，其性质与活性炭、硅胶等吸附剂相似。 特点： 选择性好，解吸容易，机械强度好，可反复使用，流体阻力较小。 可按需要选择不同原料和合成条件改变其孔隙度、骨架结构、极性，用于吸附各种有机化合物。 一、大网格吸附剂的类型和结构 按骨架的极性强弱分为： 非极性吸附剂：由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成； 中等极性吸附剂：具有甲基丙烯酸酯的结构； 极性吸附剂：带有极性很强的官能团——酰胺、N-O基、磺酸等 二、大网格吸附剂的吸附机制 “类似物容易吸附类似物”原则 非极性吸附剂适宜于从极性溶剂中吸附非极性物质； 高极性吸附剂适宜于从非极性溶剂中吸附极性物质； 中等极性吸附剂则对上述两种情况都具有吸附能力。 三、大网格聚合物吸附剂应用 吸附能力与树脂化学结构和物理性能有关、与溶质及溶液性质有关。 大网格吸附剂提取有机物，可不必考虑盐类的存在； 宜根据吸附物的极性和分子大小，选择具有适当极性、孔径和表面积的吸附剂； 溶液pH影响弱电解质的离解程度，也影响其吸附量。 大网格吸附剂的解吸 最常用的是以低级醇、酮或其水溶液解吸； 溶剂应能使大网格聚合物吸附剂溶胀，减弱溶质与吸附剂间的吸附力； 溶剂应容易溶解吸附物。 对弱酸性物质可用碱来解吸； 大网格离子交换树脂 与凝胶树脂相比有下列优点： 有较好的化学和物理稳定性； 孔径大，适宜交换有机大分子，且交换速度较快； 比表面大，适用于有机反应中作为催化剂； 即使完全失水也能维持其多孔结构和巨大的内部表面积。 四、大网格聚合物物理性能的测定 主要物理性能：比表面、骨架密度、视密度、空隙度、平均孔径和孔径分布等。 比表面：用BET法吸附惰性气体测得，常用在低温（-195°C）下吸附氮气的方法。 骨架密度：用氮密度计测定，利用测定空隙中保留的氮的量。 大网格聚合物物理性能的测定 视密度：可用比重瓶用水银测定。 孔径分布：用汞孔度计测定，也可利用吸附、解吸等温线计算得到。 * * * * * * * * * * 第十五章 吸附分离法 第一节 吸附过程理论基础 一、基本概念 固体分为：多孔性和非多孔性两类。 非多孔性固体：具有很小的比表面； 多孔性固体：比表面很大，每克几百平方米(存在颗粒内微孔)，内表面积比外表面积大几百倍，具有较高的吸附势。 应用多孔性吸附剂较有利。 基本概念 吸附作用： 物质(被吸附的产物)从液体相浓缩到固体(吸附剂)表面从而达到分离的过程。 吸附剂：在表面上能发生吸附作用的固体. 吸附物：被吸附的物质。 二、吸附的类型 按作用力差别分： 物理