吸附近年原文.ppt

7.1概述二、吸附过程吸附分离过程包括：吸附和解吸两部分。选择性吸附继而再生是分离气体或液体混合物的基础。大多数情况下，吸附剂对吸附质的亲和力比原子之间的共价键要弱，所以吸附是可逆的。随温度的升高或被吸附质分压的降低，吸附质被解吸。吸附的键能吸附剂/吸附质之间的亲和力可用于选择性分离（如右图），吸附过程需要一个适合的键能范围。如果键强度太弱，则几乎没有物质被吸附，如果键能太强，则解吸困难。7.2吸附剂吸附剂的主要特征：1、多孔结构；2、较大的比表面积选择性吸附是吸附剂的关键性质。根据吸附剂表面的选择性，吸附剂又分为：1、疏水吸附剂；2、亲水吸附剂影响吸附剂性能的主要因素：1、化学组成；2、制造方法2、活性氧化铝——极性吸附剂活性氧化率的化学通式为：Al2O3·nH2O用无机酸的铝盐与碱反应生成氢氧化铝的溶胶，然后转变为凝胶，经过灼烧脱水而得。活性氧化铝的表面活性中心是羟基和路易斯酸中心，极性强，对水具有很高的亲和作用，广泛用于脱除气体中的水分。3、分子筛：分子筛有天然和合成分子筛。每一种沸石分子筛都具有特定的均一孔径，它因原料的配比、组成和制造方法不同而不同，通过改变这些因素可以制造出各种孔径和形状的沸石分子筛。1、硅铝比不同，酸性不同，硅铝比大酸性大，极性高。2、不同分子筛孔径不同并且可调，提高选择性。不同吸附剂的脱水性能4、活性炭—非极性吸附剂活性炭是碳质吸附剂的总称。各种含碳有机物均可以制造活性炭，活性炭的制造主要有两步：1、炭化；2、活化。活性炭具有非极性表面。为疏水亲有机物的吸附剂；它具有性能稳定、抗腐蚀、吸附容量大、解吸容易及再生性能好的优点。广泛用于：脱除水中有机物；水溶液中的色素等。7.3气体吸附平衡吸附平衡：在一定条件下，当流体（气体或液体）与固体吸附剂接触时，流体中的吸附质将被吸附，经过足够长的时间，吸附质在两相中的浓度不再变化，达到吸附平衡。吸附平衡关系决定了吸附过程的方向和极限，是吸附过程的基本依据。吸附平衡关系通常用等温下吸附剂中吸附质的含量与流体相中吸附质的浓度或分压间的关系表示（等温曲线）。不同类型的吸附等温线反映了吸附剂吸附过程的不同机理，因此提出了多种吸附理论和表达吸附平衡关系的吸附等温关系式。然而对于实际固体吸附剂，由于复杂的表面和孔结构，很难符合理论的吸附平衡关系，因此提出了很多经验的、使用的吸附等温关系式。7.4吸附机理吸附质在吸附剂的多孔表面上的吸附过程分四步：1、吸附质由流体主体通过分子扩散与对流扩散穿过薄膜或边界层传递到吸附剂外表面，称为外扩散过程。2、吸附质通过孔扩散从吸附剂的外表面传递到微孔结构的内表面，称为内扩散过程。3、吸附质沿孔表面的表面扩散。4、吸附质被吸附在孔表面上。吸附流程当吸附达到平衡时，每一层上的吸附速率与解吸速率都相等吸附平衡是动态平衡，当吸附速率与解吸速率相等时达到吸附平衡。4被吸附在固体表面上的分子横向相互之间无作用力。被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力。3固体表面是均匀的，各晶格位置处吸附能力相同。因第二层以上各层为相同分子间的相互作用，所以除第一层外，其余各层吸附热都相等，为被吸附气体凝结热。固体表面是均匀的，各晶格位置处吸附能力相同，每个位置吸附一个分子。吸附热是常数，与覆盖率无关。2经他们推导，得到BET公式:其中各项的意义是:Va―压力p下的吸附量;―单分子层的饱和吸附量;p?―吸附质液体在吸附温度下的饱和蒸气压;c―与吸附热有关的吸附常数。所以，这是一个有两个参数c与的公式。讨论：①上式可写成直线式的形式：以p/[Va(p*-p)]对p/p*作图，可得一直线②求出Vma可求得吸附剂的比表面积。③BET公式在吸附层数n=1时，还原成朗缪尔公式④BET公式通常只适用于p/p*=0.05～035之间BET公式第一次成功解释了物理吸附的全部五种类型吸附等温线，使人们对物理吸附有较全面和较深入的认识。吸附等温方程：亨利方程Freundlich方程Freundlich-Langmuir方程Toch方程Unilan方程吸附机理外扩散内扩散表面扩散吸附化学吸附：吸附质与吸附剂之间有键的形成，第四步可能较