吸附材料课件.ppt

吸附材料;2 活性炭;1.1 吸附定义;界面现象;;*;;;;表面自由能;吸附原理的微观表达;吸附质(adsorbate) —— 被吸着和浓缩的物质;例子：用活性炭从废水中去除红色染料;;（1）气体或液体的脱水及深度干燥，如将乙烯气体中的水分脱到痕量，再聚合。 （2）气体或溶液的脱臭、脱色及溶剂蒸气的回收，如在喷漆工业中，常有大量的有机溶剂逸出，采用活性炭处理排放的气体，既减少环境的污染，又可回收有价值的溶剂。 （3）气体中痕量物质的吸附分离，如纯氮、纯氧的制取。 （4）分离某些精馏难以分离的物系，如烷烃、烯烃、芳香烃馏分的分离。 （5）废气和废水的处理，如垃圾焚烧尾气中去除有害气体，从炼厂废水中脱除酚等有害物质。 ;物理吸附与化学吸附;物理吸附;;化学吸附;;吸附与比表面积;无孔结构固体： 很小的比表面积;孔结构类型;三、活性炭的孔隙大小、分类和各类孔隙的特点和性质;孔隙大小和分类;孔隙各有它们的特殊作用;2.中孔（过渡孔）;中孔的作用： ①在足够高的压力下按毛细凝聚的机理吸附物质蒸气; ②作为被吸附物质达到微孔的通道; ③在液相吸附中对大分子的物质有很好的吸附效果。大孔的孔容通常在0.2-0.8 cm3/g，比表面积最小0.5-2.0 m3/g，主要起通道作用。 当活性炭用作催化剂载体时，催化剂主要是沉积在中孔和大孔内，但也有沉积在微孔内的。;3.大孔;吸附剂（吸附材料）;1.2 吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.1 气体吸附平衡;1.2.2 液相吸附平衡;1.2.2 液相吸附平衡;1.2.2 液相吸附平衡;1.2.2 液相吸附平衡;Langmuir;1.3 吸附动力学和传递; ; ; ;1.3.1 吸附机理;1.3.1 吸附机理;1.3.1 吸附机理;;1.3.1 吸附机理;1.3.3 颗粒内部传质过程;1.3.3 颗粒内部传质过程;第一节 、活性炭的概述 第二节、活性炭的微观结构 第三节、活性炭的吸附性能 ;第一节 、活性炭的概述;;目前活性炭的发展;活性炭的理论发展;体积填充理论;微孔容积填充理论;活性炭原料;(1)、气体活??（炭化+活化） 采用水蒸气、烟道气(主要成分为C02)、空气等含氧气体或混合气体作为活化剂。 炭化：分解反应、氧键断裂反应，脱氧反应。链状分子、芳香族分子经过炭化形成三向网状结构的炭化物。 活化：炭化物的吸附能力低，细孔被杂质堵塞等原因所致．活化阶段：900℃下暴露于氧化性气体介质中，除去被吸附质，使被堵塞的细孔开放；并使细孔和通路扩大。;活化具体过程;气体活化过程中的化学反应; ZnCl2氯化锌法 原料与浓氯化锌溶液进行混台，让氯化锌浸渍，然后在回转炉中隔绝空气加热~600-700℃，由于氯化锌的脱水作用，原料里的氢和氧主要以水蒸气的形式放出，形成多孔性结构发达的炭。 与之类似的还有KOH、H3PO4等。;（3）、气体、药剂联合法;活性炭的外观分类; 通常，炭粉越细，表面积大，吸附能力大，它对杂质的吸附速度越大。某些应用场合活性炭产品进行高度的破碎和筛选，得到微细的粉末。 吸附特定大分子有机物，对于木质活性炭而言，250目的吸附效果比200目提高10.01％，325目的比200目提高25.3％；对于煤质活性炭而言，250目的吸附效果比200目提高66.2％，325目的比200目提高101.5％。;粉状炭的不足;颗粒活性炭;颗粒活性炭的应用; 六十年代以后，随着环境保护事业的发展，各国开始采用和建立大型的粒状活性炭净化自来水的装置和工业废水的净化处理装置。将粒状活性炭装在吸附塔或吸附池内，水以一定的流速通过活性炭装填层，以达到净化的目的。可以间隙或连续操作，失效的粒状炭经再生可多次使用，明显降低了炭的用量。使用中没有二次淤渣和粉尘，也改善了操作条件。; 在气相应用方面，几乎从一开始就主要采用粒状炭，因为粉状炭是难以使气流顺利通过的。 美国六十年代初粒状炭仅占活性炭年总产量的五分之一。而八十年代初，粒状炭与粉状炭己经平分秋色，以后仍成逐步增长的趋势。 我国到七十年代末，粒状炭产量大约仅占年总产量的四分之一，目前已经超过一半。近几年国内再次掀起的“活性炭”热新上马的厂家大都以粒状炭为主，而且更多的是以各种煤为基质原料。;纤维状活性碳;活性炭纤维与颗粒的比较;;活性碳织物;活性炭孔容分类;;微晶质