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吸附分离技术

兰州理工大学石油化工学院朱孔磊吸附分离技术兰州理工大学吸附分离脉络概述吸附的定义、分类、常用吸附剂、吸附剂的性能要求吸附的基本理论吸附过程、吸附热力学、吸附动力学、吸附作用力、影响吸附的因素、吸附剂的再生吸附分离脉络一.概述

20世纪70年代以来,吸附分离技术作为一种低能耗的固相萃取分离技术,在环境保护领域中受到广泛关注。它是利用具有较强吸附能力的多孔性固体吸附剂,选择性的将一种或一类物质吸附在固体表面,从而实现流体混合物中不同组分的分离。吸附过程实质上是通过相界面上的吸附作用以达到一种或数种组分在固相吸附剂上的富集浓缩。

一.概述20世纪70年代以来,吸附分离技术作1.1吸附的定义吸附是一种表面现象,是指固体表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能,当某些物质碰撞固体表面时,受到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上,被吸附分子在吸附剂表面浓度高于溶液本体相中浓度。具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质。溶剂/水吸附质相互作用相互作用相互作用(如溶解)吸附剂1.1吸附的定义吸附是一种表面现象,是指固体表面的分子或1.2吸附的分类物理吸附(范德华引力、偶极-偶极作用、氢键)化学吸附(通过形成化学键的吸附离子键、配位键(螯合树脂)、易裂解的共价键(高分子催化剂))亲和吸附(对目标物呈现专一性或高选择性。这种吸附专一性或分子识别性能,来源于氢键、范德华引力、偶极-偶极作用等多种键力的空间协同作用)1.2吸附的分类物理吸附(范德华引力、偶极-偶极作用、氢键吸附性能吸附类型物理吸附化学吸附作用力选择性吸附层吸附热吸附速度稳定性温度的影响分子引力一般没选择多层吸附较小,一般在41.9kJ/mol以内快不稳定,易解吸温度升高,吸附量降低化学键有选择单层吸附较大,一般在83.7~418.7KJ/mol以内较慢较稳定,不易解吸温度升高,吸附速度增加物理吸附和化学吸附之间的区分并没有严格的界限。在实际的吸附过程中,上述几类吸附往往同时存在。物理吸附和化学吸附在一定条件下也是可以互相转化的。同一物质,可能在较低温度下进行物理吸附,而在较高温度下往往又是化学吸附。吸附性能吸附类型物理吸附化学吸附作用力分子引力化学键物理吸附1.3常用吸附剂吸附分离材料按化学结构分类无机吸附剂高分子吸附剂炭质吸附剂按吸附机理分类化学吸附物理吸附亲和吸附离子交换剂螯合剂可再生高分子试剂和催化剂阳离子交换剂阴离子交换剂两性离子交换剂按形态和孔结构分类球型树脂(大孔、凝胶、大网)离子交换纤维与吸附性纤维无定型颗粒吸附剂免疫吸附剂仿生吸附剂非极性吸附剂中极性吸附剂极性吸附剂1.3常用吸附剂吸附分离材料按化学结构分类无机吸附剂高分子

具有一定晶体结构的无机化合物,最典型的天然无机吸附剂为沸石类(Zeolite),包括方沸石、菱沸石、丝光沸石、交沸石、钠沸石等。其它天然的硅铝酸盐如蒙脱土、绿砂以及长石类矿物(正长石、钠长石、灰长石、钙长石)也可作为无机吸附剂使用。人工合成的无机吸附剂有合成沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶、磷酸锆等。1、无机吸附剂具有一定晶体结构的无机化合物,最典型的天然(1)硅胶硅胶有天然的,也有人工合成的。天然的多孔SiO2通常称为硅藻土,人工合成的称为硅胶,用水玻璃制取。(1)硅胶硅胶有天然的,也有人工合成的。天然的多孔SiO2(2)活性氧化铝活性氧化铝:活性氧化铝对水有较强的亲合力,因此工业上常将其用作气(液)体的干燥剂。而它的再生温度又比分子筛低得多。可用活性氧化铝干燥的部分工业气体包括:Ar、He、H2、氟利昂、氟氯烷等。另外,活性氧化铝还可用作催化剂载体。活性氧化铝Al(OH)3由三水合铝或三水铝矿加热脱水制成。根据制造工艺不同,氧化铝分为低温氧化铝和高温氧化铝。前者的活化温度低于600℃,其不同形态的氧化化铝包括ρ、χ、η和γ型氧化铝;后者的活化温度为900-1000℃,其中包括кθ和δ氧化铝。(2)活性氧化铝活性氧化铝:活性氧化铝对水有较强的亲合力,2、炭质吸附剂

炭质吸附剂包括活性炭、活性炭纤维以及炭化树脂。其中活性炭为微晶类碳系,微晶尺寸1-3nm。活性炭的整体外观为无定形颗粒。活性炭是一种非极性吸附剂,是由含碳为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。其外观为暗黑色,有粒状和粉状两种。活性炭主要成分除碳以外,还有少量的氧、氢、硫等元素,以及含有水分、灰分。它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质,可以耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、高压作用,不易破碎。2、炭质吸附剂炭质吸附剂包括活性炭、活性炭纤维以及炭化树(1)活性炭与其它吸附剂相比,活性炭具有巨大的比表面积,通常可达500-1700m2/g,因而形成强大的吸附能力。微孔的容积约为0.15-0.9mL/g,比表面积占活性炭总比表面积的95%以上。过渡孔的容积通常为0.02-0.1mL/g,比表面积一般不超过总比表面积的5%;大孔的容积为0.2-0.5mL/g。在气相吸附中,吸附容量在很大程度上决定于微孔,而在液相吸附中,过渡孔则起主要作用。(1)活性炭与其它吸附剂相比,活性炭具有巨大的比表面积,通由C、H等元素组成的聚合物,经过直接或间接热处理得到的碳质吸附剂。(2)炭化树脂CHA-111树脂的外表面MCH-111树脂的外表面ND-900树脂的外表面由C、H等元素组成的聚合物,经过直接或间接热处理得到的碳质吸(3)活性炭纤维(ACF)根据生产中前驱体的不同,目前实现工业化生产的活性炭纤维产品主要分为粘胶基ACF、酚醛基ACF、聚丙稀腈基ACF(PAN-ACF)、沥青基ACF(pitch-ACF)等。

ACF有丰富的微孔结构和巨大的比表面积,有多种形式的制成品,与粉末状和颗粒状吸附材料相比,吸附和脱附速率更快;另外,ACF在震动下不产生装填松动和过分密实的现象,克服了在操作过程中形成沟槽和沉降的问题。(3)活性炭纤维(ACF)根据生产中前驱体的不同,3、吸附树脂(高分子吸附剂)

macroreticularresin;

macroporousadsorbent;polymericadsorbent吸附树脂就是树脂吸附剂,是利用树脂能发生吸附-解吸作用,以达到物质的分离、净化目的的一类可以反复使用的树脂。3、吸附树脂(高分子吸附剂)

macroreticul(1)吸附树脂的分类吸附树脂非极性吸附树脂中极性吸附树脂极性吸附树脂强极性吸附树脂电荷均匀分布,不带任何功能基含有酯基一类的极性基团具有酰胺、亚砜、腈等基团,这些基团的极性大于酯基有极性最强的极性基团,如吡啶基、氨基等(1)吸附树脂的分类吸附树脂非极性吸附树脂中极性吸附树脂极性(2)树脂吸附剂的特点适用范围宽,废水中有机物浓度从几个到几万mg/L、从极性有机物到非极性有机物均可用此法进行处理;吸附效率高,脱附再生容易;树脂性能稳定,使用寿命长,每年材料损耗大约为5%;工艺简单、操作简便,设备占地面积小,不需高温高压;固液容易分离,在水体中不会引入新的污染物;对三废的适应性强,吸附材料耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐氧化,对微生物污染和放射性也有一定的耐受能力;在治理废水的同时,富集回收了废水中的有用物质,实现了废物资源化。(2)树脂吸附剂的特点适用范围宽,废水中有机物浓度从几个到几1.4吸附剂的性能要求大的比表面积和合适的孔径较高的强度和耐磨性颗粒大小均匀具有一定的吸附分离能力具有一定的商业规模及合理的价格1.4吸附剂的性能要求大的比表面积和合适的孔径二、吸附的基本理论二、吸附的基本理论2.1吸附过程固体吸附剂与流动相接触,流动相中的一种或多种溶质向固体颗粒表面选择性传递,被吸附和积累于固体吸附剂微孔表面的过程。吸附分离原理大体可分为以下四种类型:①表面选择性吸附:范德华力②分子筛效应:多孔固体中的微孔孔径均一,与分子尺寸相当。尺寸小于孔径的分子可以进入而被吸附,比孔径大的分子则被排斥在外。③通过微孔的扩散:利用扩散速率的差别分离。④微孔中的凝聚:多孔固体周围的可凝气体在与其孔径对应的压力下在微孔中凝聚。表面吸附是基本的,其它是伴随发生.

另一类吸附过程是化学吸附,以化学键结合,一般为不可逆过程,工业应用少,分析化学中有。例:巯基棉吸附、黄原酯棉吸附1、巯基棉吸附:利用巯基乙酸与棉花纤维上的羟基的酯化反应,将巯基接到纤维素大分子上。利用巯基与不同元素离子的反应进行分离富集。2、黄原酯棉脱酯棉与氢氧化钠作用生成碱纤维,再与二硫化碳进行酯化反应,把黄原酸基团固定在棉纤维上。利用黄原酸基团的作用进行分离富集。另一类吸附过程是化学吸附,以化学键结合,一般为不可逆过程,工吸附过程:①变温吸附:通常在环境温度吸附,加热条件下解吸,利用温度的变化实现吸附和解吸再生循环操作。常用于从气体或液体中分离少量杂质。②变压吸附:在较高组分分压的条件下选择性吸附气体混合物中的某些组分,然后降低压力或抽真空使吸附剂解吸,利用压力的变化完成循环操作。—般用于气体混合物的主体分离。③变浓度吸附:液体混合物中的某些组分在环境条件下选择性地吸附,然后用少量强吸附性液体解吸再生。用于液体混合物的主体分离。吸附过程:2.2吸附等温线吸附等温线是描述吸附平衡行为的基本工具,可用于比较吸附剂的基本吸附性能。由于吸附机理在很大程度上决定了吸附等温线的形状,因而对吸附等温线分类有助于诊断吸附过程。

在固体对气体的吸附中,吸附量是温度和压力的函数;在固体对液体的吸附中则为温度和溶液中吸附质浓度的函数。固定温度下,吸附量与浓度的关系为等温吸附,通常用吸附等温线来描述所研究体系达到平衡时吸附量与溶液中吸附质浓度的关系。2.2吸附等温线吸附等温线是描述吸附平衡行为的浓度增大曲线往上斜,如IV,表示吸附由单分子层开始向多分子层进行。

曲线的形状反映吸附的难易,低浓度下曲线向下弯,如I、II、IV的初始表示分子容易被吸附;如不易被吸附则向上弯,如III、V。浓度增大曲线往上斜,如IV,表示吸附由单分子层开2.3吸附的热力学参数树脂吸附有机物的熵变△S(Entropy)、自由能变△G(Freeenergy)可作为吸附的推动力来说明吸附是否自动发生。若△G吸附

=△G(溶质-树脂)-△G(溶质-溶剂)

<0,吸附能够自发进行。吸附热△H(Enthalpy)的大小直接反应了吸附剂与吸附质分子之间的作用力的性质。

2.3吸附的热力学参数树脂吸附有机物的熵变△S(Entr

在化学中,可以把熵看作体系的混乱度,任何作用的进行都要求混乱度的增加。有机物不完全溶解于水,在水中可以说是熵的减少,在遇到吸附树脂时,由于树脂对有机物分子结合力较大,有机分子就冲破水分子的包围,体系的混乱性增大,也就是熵增加。吸附作用能自动进行,而熵的增加成为吸附进行的推动力。当有机物分子量增大,在水中溶解度减小时,熵的增加就越大,也就越容易被树脂吸附。如果有机物完全溶解于水里,遇到吸附树脂时也没有熵的增加,吸附就不能进行。1.熵增加(△S>0)对吸附推动力的解释在化学中,可以把熵看作体系的混乱度,任何作用的进行都要求

吸附树脂由溶剂里吸附溶质,实际上是吸附质与吸附树脂及溶剂间作用力平衡的结果,要求吸附质与树脂的作用力大于与溶剂的作用力,这可用溶质分子由溶液跑到树脂表面产生的自由能减少(-△G)来衡量,故当△G吸附=△G(溶质-树脂)-△G(溶质-溶剂)<0,吸附能够自发进行。显然,溶质在水中溶解度越小,△G(溶质-溶剂)的降低也越小,△G吸附就越大,越有利于吸附。酸碱、盐的存在会减少有机物在水里的溶解度,故对吸附有利。2.自由能降低△G<

0对吸附推动力的解释吸附树脂由溶剂里吸附溶质,实际上是吸附质与吸附树脂及溶剂2.4吸附作用力分子间引力是吸附作用的根本因素,深入了解对探索吸附树脂的应用、树脂结构的设计及操作条件的选择都有很大意义。氢键力定向力诱导力色散力2.4吸附作用力分子间引力是吸附作用的根本因素,深入了解2.5吸附动力学第一阶段是吸附质通过吸附剂颗粒周围的液膜到颗粒的表面,称为外部传递过程或外扩散(膜扩散)。第二阶段是从吸附剂颗粒表面传向颗粒孔隙内部,称为孔内部传递过程或内扩散。第三阶段为溶质在吸附剂内表面上发生吸附。1.吸附传质过程的三个阶段2.5吸附动力学第一阶段是吸附质通过吸附剂颗粒周围的液2.6影响吸附的因素吸附质的性质:吸附操作条件:溶解度、极性等温度、pH、流速等溶剂/水吸附质相互作用相互作用相互作用(如溶解)吸附剂2.6影响吸附的因素吸附质的性质:吸附操作条件:溶解度、操作条件,温度和压力对吸附有影响,适当升高温度有利于化学吸附,低温有利于物理吸附,温度对气相吸附的影响比对液相吸附的影响大.对于气体吸附,压力增加有利于吸附,压力降低有利于解吸.吸附剂的性质,吸附剂的性质如孔隙率,孔径,粒径等影响比表面积,从而影响吸附效果.操作条件,温度和压力对吸附有影响,适当升高温度有利于化学吸附吸附剂的活性,吸附剂的活性是吸附剂附能力的标志,常以吸附剂上所吸附的吸附质量与所有吸附剂量比的百分数来表示,其物理意义是单位吸附剂所能吸附的吸附质量.吸附剂的活性,吸附剂的活性是吸附剂附能力的标志,常以吸附剂上谢谢!谢谢!吸附分离技术

兰州理工大学石油化工学院朱孔磊吸附分离技术兰州理工大学吸附分离脉络概述吸附的定义、分类、常用吸附剂、吸附剂的性能要求吸附的基本理论吸附过程、吸附热力学、吸附动力学、吸附作用力、影响吸附的因素、吸附剂的再生吸附分离脉络一.概述

20世纪70年代以来,吸附分离技术作为一种低能耗的固相萃取分离技术,在环境保护领域中受到广泛关注。它是利用具有较强吸附能力的多孔性固体吸附剂,选择性的将一种或一类物质吸附在固体表面,从而实现流体混合物中不同组分的分离。吸附过程实质上是通过相界面上的吸附作用以达到一种或数种组分在固相吸附剂上的富集浓缩。

一.概述20世纪70年代以来,吸附分离技术作1.1吸附的定义吸附是一种表面现象,是指固体表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能,当某些物质碰撞固体表面时,受到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上,被吸附分子在吸附剂表面浓度高于溶液本体相中浓度。具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质。溶剂/水吸附质相互作用相互作用相互作用(如溶解)吸附剂1.1吸附的定义吸附是一种表面现象,是指固体表面的分子或1.2吸附的分类物理吸附(范德华引力、偶极-偶极作用、氢键)化学吸附(通过形成化学键的吸附离子键、配位键(螯合树脂)、易裂解的共价键(高分子催化剂))亲和吸附(对目标物呈现专一性或高选择性。这种吸附专一性或分子识别性能,来源于氢键、范德华引力、偶极-偶极作用等多种键力的空间协同作用)1.2吸附的分类物理吸附(范德华引力、偶极-偶极作用、氢键吸附性能吸附类型物理吸附化学吸附作用力选择性吸附层吸附热吸附速度稳定性温度的影响分子引力一般没选择多层吸附较小,一般在41.9kJ/mol以内快不稳定,易解吸温度升高,吸附量降低化学键有选择单层吸附较大,一般在83.7~418.7KJ/mol以内较慢较稳定,不易解吸温度升高,吸附速度增加物理吸附和化学吸附之间的区分并没有严格的界限。在实际的吸附过程中,上述几类吸附往往同时存在。物理吸附和化学吸附在一定条件下也是可以互相转化的。同一物质,可能在较低温度下进行物理吸附,而在较高温度下往往又是化学吸附。吸附性能吸附类型物理吸附化学吸附作用力分子引力化学键物理吸附1.3常用吸附剂吸附分离材料按化学结构分类无机吸附剂高分子吸附剂炭质吸附剂按吸附机理分类化学吸附物理吸附亲和吸附离子交换剂螯合剂可再生高分子试剂和催化剂阳离子交换剂阴离子交换剂两性离子交换剂按形态和孔结构分类球型树脂(大孔、凝胶、大网)离子交换纤维与吸附性纤维无定型颗粒吸附剂免疫吸附剂仿生吸附剂非极性吸附剂中极性吸附剂极性吸附剂1.3常用吸附剂吸附分离材料按化学结构分类无机吸附剂高分子

具有一定晶体结构的无机化合物,最典型的天然无机吸附剂为沸石类(Zeolite),包括方沸石、菱沸石、丝光沸石、交沸石、钠沸石等。其它天然的硅铝酸盐如蒙脱土、绿砂以及长石类矿物(正长石、钠长石、灰长石、钙长石)也可作为无机吸附剂使用。人工合成的无机吸附剂有合成沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶、磷酸锆等。1、无机吸附剂具有一定晶体结构的无机化合物,最典型的天然(1)硅胶硅胶有天然的,也有人工合成的。天然的多孔SiO2通常称为硅藻土,人工合成的称为硅胶,用水玻璃制取。(1)硅胶硅胶有天然的,也有人工合成的。天然的多孔SiO2(2)活性氧化铝活性氧化铝:活性氧化铝对水有较强的亲合力,因此工业上常将其用作气(液)体的干燥剂。而它的再生温度又比分子筛低得多。可用活性氧化铝干燥的部分工业气体包括:Ar、He、H2、氟利昂、氟氯烷等。另外,活性氧化铝还可用作催化剂载体。活性氧化铝Al(OH)3由三水合铝或三水铝矿加热脱水制成。根据制造工艺不同,氧化铝分为低温氧化铝和高温氧化铝。前者的活化温度低于600℃,其不同形态的氧化化铝包括ρ、χ、η和γ型氧化铝;后者的活化温度为900-1000℃,其中包括кθ和δ氧化铝。(2)活性氧化铝活性氧化铝:活性氧化铝对水有较强的亲合力,2、炭质吸附剂

炭质吸附剂包括活性炭、活性炭纤维以及炭化树脂。其中活性炭为微晶类碳系,微晶尺寸1-3nm。活性炭的整体外观为无定形颗粒。活性炭是一种非极性吸附剂,是由含碳为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。其外观为暗黑色,有粒状和粉状两种。活性炭主要成分除碳以外,还有少量的氧、氢、硫等元素,以及含有水分、灰分。它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质,可以耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、高压作用,不易破碎。2、炭质吸附剂炭质吸附剂包括活性炭、活性炭纤维以及炭化树(1)活性炭与其它吸附剂相比,活性炭具有巨大的比表面积,通常可达500-1700m2/g,因而形成强大的吸附能力。微孔的容积约为0.15-0.9mL/g,比表面积占活性炭总比表面积的95%以上。过渡孔的容积通常为0.02-0.1mL/g,比表面积一般不超过总比表面积的5%;大孔的容积为0.2-0.5mL/g。在气相吸附中,吸附容量在很大程度上决定于微孔,而在液相吸附中,过渡孔则起主要作用。(1)活性炭与其它吸附剂相比,活性炭具有巨大的比表面积,通由C、H等元素组成的聚合物,经过直接或间接热处理得到的碳质吸附剂。(2)炭化树脂CHA-111树脂的外表面MCH-111树脂的外表面ND-900树脂的外表面由C、H等元素组成的聚合物,经过直接或间接热处理得到的碳质吸(3)活性炭纤维(ACF)根据生产中前驱体的不同,目前实现工业化生产的活性炭纤维产品主要分为粘胶基ACF、酚醛基ACF、聚丙稀腈基ACF(PAN-ACF)、沥青基ACF(pitch-ACF)等。

ACF有丰富的微孔结构和巨大的比表面积,有多种形式的制成品,与粉末状和颗粒状吸附材料相比,吸附和脱附速率更快;另外,ACF在震动下不产生装填松动和过分密实的现象,克服了在操作过程中形成沟槽和沉降的问题。(3)活性炭纤维(ACF)根据生产中前驱体的不同,3、吸附树脂(高分子吸附剂)

macroreticularresin;

macroporousadsorbent;polymericadsorbent吸附树脂就是树脂吸附剂,是利用树脂能发生吸附-解吸作用,以达到物质的分离、净化目的的一类可以反复使用的树脂。3、吸附树脂(高分子吸附剂)

macroreticul(1)吸附树脂的分类吸附树脂非极性吸附树脂中极性吸附树脂极性吸附树脂强极性吸附树脂电荷均匀分布,不带任何功能基含有酯基一类的极性基团具有酰胺、亚砜、腈等基团,这些基团的极性大于酯基有极性最强的极性基团,如吡啶基、氨基等(1)吸附树脂的分类吸附树脂非极性吸附树脂中极性吸附树脂极性(2)树脂吸附剂的特点适用范围宽,废水中有机物浓度从几个到几万mg/L、从极性有机物到非极性有机物均可用此法进行处理;吸附效率高,脱附再生容易;树脂性能稳定,使用寿命长,每年材料损耗大约为5%;工艺简单、操作简便,设备占地面积小,不需高温高压;固液容易分离,在水体中不会引入新的污染物;对三废的适应性强,吸附材料耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐氧化,对微生物污染和放射性也有一定的耐受能力;在治理废水的同时,富集回收了废水中的有用物质,实现了废物资源化。(2)树脂吸附剂的特点适用范围宽,废水中有机物浓度从几个到几1.4吸附剂的性能要求大的比表面积和合适的孔径较高的强度和耐磨性颗粒大小均匀具有一定的吸附分离能力具有一定的商业规模及合理的价格1.4吸附剂的性能要求大的比表面积和合适的孔径二、吸附的基本理论二、吸附的基本理论2.1吸附过程固体吸附剂与流动相接触,流动相中的一种或多种溶质向固体颗粒表面选择性传递,被吸附和积累于固体吸附剂微孔表面的过程。吸附分离原理大体可分为以下四种类型:①表面选择性吸附:范德华力②分子筛效应:多孔固体中的微孔孔径均一,与分子尺寸相当。尺寸小于孔径的分子可以进入而被吸附,比孔径大的分子则被排斥在外。③通过微孔的扩散:利用扩散速率的差别分离。④微孔中的凝聚:多孔固体周围的可凝气体在与其孔径对应的压力下在微孔中凝聚。表面吸附是基本的,其它是伴随发生.

另一类吸附过程是化学吸附,以化学键结合,一般为不可逆过程,工业应用少,分析化学中有。例:巯基棉吸附、黄原酯棉吸附1、巯基棉吸附:利用巯基乙酸与棉花纤维上的羟基的酯化反应,将巯基接到纤维素大分子上。利用巯基与不同元素离子的反应进行分离富集。2、黄原酯棉脱酯棉与氢氧化钠作用生成碱纤维,再与二硫化碳进行酯化反应,把黄原酸基团固定在棉纤维上。利用黄原酸基团的作用进行分离富集。另一类吸附过程是化学吸附,以化学键结合,一般为不可逆过程,工吸附过程:①变温吸附:通常在环境温度吸附,加热条件下解吸,利用温度的变化实现吸附和解吸再生循环操作。常用于从气体或液体中分离少量杂质。②变压吸附:在较高组分分压的条件下选择性吸附气体混合物中的某些组分,然后降低压力或抽真空使吸附剂解吸,利用压力的变化完成循环操作。—般用于气体混合物的主体分离。③变浓度吸附:液体混合物中的某些组分在环境条件下选择性地吸附,然后用少量强吸附性液体解吸再生。用于液体混合物的主体分离。吸附过程:2.2吸附等温线吸附等温线是描述吸附平衡行为的基本工具,可用于比较吸附剂的基本吸附性能。由于吸附机理在很大程度上决定了吸附等温线的形状,因而对吸附等温线分类有助于诊断吸附过程。

在固体对气体的吸附中,吸附量是温度和压力的函数;在固体对液体的吸附中则为温度和溶液中吸附质浓度的函数。固定温度下,吸附量与浓度的关系为等温吸附,通常用吸附等温线来描述所研究体系达到平衡时吸附量与溶液中吸附质浓度的关系。2.2吸附等温线吸附等温线是描述吸附平衡行为的浓度增大曲线往上斜,如IV,表示吸附由单分子层开始向多分子层进行。

曲线的形状反映吸附的难易,低浓度下曲线向下弯,如I、II、IV的初始表示分子容易被吸附;如不易被吸附则向上弯,如III、V。浓度增大曲线往上斜,如IV,表示吸附由单分子层开2.3吸附的热力学参数树脂吸附有机物的熵变△S(Entropy)、自由能变△G(Freeenergy)可作为吸附的推动力来说明吸附是否自动发生。若△G吸附

=△G(溶质-树脂)-△G(溶质-溶剂)

<0,吸附能够自发进行。吸附热△H(Enthalpy)的大小直接反应了吸附剂与吸附质分子之间的作用力的性质。

2.3吸附的热力学参数树脂吸附有机物的熵变△S(Entr

在化学中,可以把熵看作体系的混乱度,任何作用的进行

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