第四部分 吸附分离——2.ppt

二、碳质吸附材料;（一）活性炭 ;1.活性炭的结构;大孔：半径为100-2000nm，主要是能使被吸 附物的分子迅速地进入位于活性碳粒 子更深处的内层细孔。 ;2. 活性碳的分类;按制造方法分;花生壳活性炭的制备;花生壳活性炭处理印染废水;烟煤为原料制备活性炭;脱水污泥为原料制备活性炭;污泥活性炭处理焦化废水的效果;4. 活性碳的用途;?溶剂回收：对苯类、酮类、酯类、石油类均能 吸附回收。 ?贵金属提炼或回收、吸附放射性物质，也可用于作为催化剂载体、气相色谱的固定相； ?医药上用于包扎带，急性解毒剂、人工肾脏等； ?电子及能源方面应用，如高容量电容、蓄电池等； ?耐高温及保温材料。;;5. 活性炭的再生;（二）膨胀石墨;1.膨胀石墨有如下特性 极强的耐压性、柔韧性、可塑性和自润滑性; 极强的抗高、低温、抗腐蚀、抗辐射特性; 极强的抗震特性; 极强的电导率; 极强的抗老化、抗扭曲的特性; 可以抵制各种金属的熔化及渗透; 无毒、不含任何致癌物，对环境没有危害。;2.膨胀石墨的结构;3.膨胀石墨对水中油类物质的吸附;;;膨胀石墨在吸附水面浮油的过程中表现出大于其微观孔容的吸油量,即超大的吸油量。原因： 油类物质为非极性的,表面张力小,膨胀石墨表面也为非极性表面,所以油与膨胀石墨表面有较大的亲和力。 吸油的性质是吸附和填充空间吸油，其中填充空间吸油占主要部分。膨胀石墨在吸油之后变形并相互缠绕，形成缠绕空间，开放的第二级孔隙对缠绕空间的形成起主要作用；半闭合的第三级孔则构成特有的蠕虫内部的储油空间。二、三级孔的共同作用形成油品的填充空间。;4. 膨胀石墨的制备;三、无机质吸附材料;大部份矿物材料的原料是天然产物，与环境有很好的相容性，且具有环境修复(如大气、水污染治理等)、环境净化(杀菌、消毒、分离等)和环境替代(如替代环境负荷大的材料等)等功能。;天然矿物材料对环境功能作用主要体现在： 矿物表面吸附性作用与矿物吸附剂 矿物孔道过滤性作用与矿物过滤剂和分子筛 矿物层间离子交换作用与矿物交换剂 矿物热效脱硫除尘作用与矿物添加剂 ;1. 表面吸附作用 自然界中矿物表面一般具有较强的极性，而极性表面具有较强的吸附性。 (1) 矿物表面特性 矿物表面与介质（空气、水等）接触易生成“不定”物质，使矿物表面钝化，影响到反应活性 天然矿物表面极为粗糙 ;图1 矿物表面微形貌;(2) 层状硅酸盐矿物的表面吸附与环境功能 吸附作用包括表面吸附和离子交换吸附。表面吸附是指一种或多种化学物质在表面的富集。吸附作用的进行引起系统表面自由能的减少，因此，高度分散的细粉(外表面大)或多孔的固体(内表面大)由于具有较大的表面积，即具有较大的表面能，都可能成为优良的吸附剂 。;天然矿物对环境的净化和修复作用： 沸石、硅藻土、海泡石、坡缕石、蒙脱石、麦饭石、膨胀珍珠岩等许多具有选择性吸附、过滤性能的矿物材料已被广泛应用于工农业生产和环境污染治理； 以蒙脱石、沸石等层状、多孔状矿物研制的抗菌材料已用于日用消费品； 铁的硫化物矿物可用于处理重金属污染物；沸石具有良好的吸附性和离子交换性，用其处理高酚氟水可使水的含氟量达到饮用标准，用于含重金属离子Cd2+、Pb2+、Hg2+等废水的回收处理； 以膨润土等为主要原料可生产人工合成沸石，用来代替传统洗涤剂中的三聚磷酸钠，可大大减少洗涤废水中残余磷对环境的污染等。;表1 治理污染物的天然非金属矿物;2. 孔道过滤效应 矿物孔道效应包括孔道分子筛、离子筛效应与孔道内离子交换效应等，具有孔道结构并具有良好过滤性的矿物有沸石、黏土、硅藻土、海泡石、轻质蛋白石等，而磷灰石、电气石、软锰矿、蛇纹石、蛭石、硅胶等也具有孔道结构。 海泡石和坡缕石具有极强的吸附性能 ，可用于除臭(NH3)、净化油水、脱色等 ； 沸石可用来除去废水中放射性元素、重金属离子、氨态氮与磷酸根等有毒有害物质 ； 硅藻土吸附能力很强，并且对声、热、电的传导性能都极差，所以具有强吸附、隔音、隔热等特性 ，作为过滤介质，早在1915年它就开始应用于小型水处理装置，生产饮用水。 ;3. 结构调整作用 矿物内部结构缺陷与位错在很大程度上影响着矿物整体性质，通常能增加矿物表面的活性。 ;4. 化学活性作用 矿物化学活性作用，主要体现在矿物溶解反应、酸碱反应、氧化反应、还原反应、配位体交换、沉淀转化、矿物形成和催化作用等方面。 化学活性作用过程都伴随着对多种污染物的净化作用 。 变价元素组成的具有微溶性的金属矿物往往是自然界中一些极不稳定的金属矿物，其化学性质不稳定 。矿物本身就是一个污染源，常常造成所谓的金属矿山周围的酸性废水污染。 黄钾铁矾KFe(SO4)2·nH2O ;5. 物理效应作