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吸附是各種氣體、蒸氣以及溶液中的溶質被吸在固態物質表面上的現象。起吸附作用的物質稱為吸附劑。被吸附的物質稱為吸附質。一般的固體都有吸附能力,但只有吸附能力特別顯著的固體才稱為吸附劑。吸附能力通常用吸附量來衡量。吸附量是指l克吸附劑所吸附物質的量(用毫摩爾或毫克表示)。因為吸附為表面作用,所以吸附劑的總表面積越大,其吸附量也越大。一定質量物體表面積的大小決定于其粒子的粗細或其孔隙的多少。粒子細,外表面大,孔隙多,內表面積大。多孔性物質大面積的大小常用比表面,即l克物質所具有的總去面積來衡量。
將木材干餾得到的木炭。它的孔隙被干餾時產生的油脂等物所覆蓋,其吸附能力并不強,必須經過活化處理以增加共總表面積,才能有高的吸附能力。稱為活性炭。除活性炭以外,硅勝,活性氧化鋁、洼藻土等都是常用的吸附劑。吸附作用的強弱取決于多種因素。
首先,吸附分物理吸附和化學吸附。物理吸附是以分子間作用力相吸引的,吸附熱少。如活性炭對許多氣體的吸附屬于這一類,被吸附的氣體很容易解脫出來,而不發生性質上的變化。所以物理吸附是可逆過程。化學吸附則以類似于化學鍵相互吸引其吸附熱較大。例如催化劑對氣體的吸附屬于這一類。被吸附的氣體往往需要在很高的溫度才能解脫,而且性狀上有變化。所以化學吸附大都是不可逆過程。同一物質,可能在低溫下進行物理吸附而在高溫下為化學吸附,或者兩者同時進行。
吸附作用的強弱還與吸附質和吸附劑的結構有關。分子篩、硅膠、活性氧化鋁為極性吸附劑,它們傾向于吸附有極性的物質。活性炭為非極件吸附劑,它傾向于吸附非極性物質。工業利用活性炭去掉糖液中的非極性有色從質就是選擇吸附的運用。用性炭吸附氣體時,氣體的沸點越高越容易被吸附,因為沸點低的氣體,其分子間的引力大,它們容易被液化。下列氣體的沸點高低順序為:
SO2>C12>NH3>CO2>O2>H2
活性炭對這些氣體的吸附也依次從易到難。
對于給定的吸附劑和吸附質,吸附作用的強弱則與吸附溫度及吸附質的濃度、壓力有關。改變氣體壓力和吸附溫度對吸附量的影響。當吸附質的濃度或壓力一定時,溫度越高,吸附量越小。所以低溫有利于吸附。升高溫度,則吸附質從吸附劑中解脫出來。這個與“吸附”相反的過程稱為“解吸”作用。當溫度一定時,吸附質的濃度或壓力越大吸附量越大,所以加壓有利于氣體的吸附,降壓有利于氣體的解吸。科學研究及生產上常利用吸附和解吸以分離氣體或分離、提純物質,除此外吸附還用于防毒、去臭、脫色和催化劑方面。活性炭在工業上大量地用于溶液的脫色。
活性炭吸附的時間
①活性炭吸附劑的性質
其表面積越大,吸附能力就越強; 活性炭是非極性分子,易于吸附非極性或極性很低的吸附質;活性炭吸附劑顆粒的大小,細孔的構造和分布情況以及表面化學性質等對吸附也有很大的影響。
②吸附質的性質
取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質分子的大小和不飽和度、附質的濃度等
③廢水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。
PH值會對吸附質在水中存在的狀態及溶解度等產生影響,從而影響吸附效果。
④共存物質
共存多種吸附質時,活性炭對某種吸附質的吸附能力比只含該種吸附質時的吸附能力差
⑤溫度
溫度對活性炭的吸附影響較小
⑥接觸時間
應保證活性炭與吸附質有一定的接觸時間,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。
活性炭化學性
活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學吸附。活性炭的吸附性既取決于孔隙結構,又取決于化學組成。
活性炭不僅含碳,而且含少量的化學結合、功能團開工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類、內酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡合物,有些來自原料的衍生物,有些是在活化時、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。
在活化中原料所含礦物質集中到活性炭里成為灰分,灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類,如碳酸鹽和磷酸鹽等。這些灰分含量可經水洗或酸洗的處理而降低。
活性炭吸附的時間
①活性炭吸附劑的性質
其表面積越大,吸附能力就越強; 活性炭是非極性分子,易于吸附非極性或極性很低的吸附質;活性炭吸附劑顆粒的大小,細孔的構造和分布情況以及表面化學性質等對吸附也有很大的影響。
②吸附質的性質
取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質分子的大小和不飽和度、附質的濃度等
③廢水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。
PH值會對吸附質在水中存在的狀態及溶解度等產生影響,從而影響吸附效果。
④共存物質
共存多種吸附質時,活性炭對某種吸附質的吸附能力比只含該種吸附質時的吸附能力差
⑤溫度
溫度對活性炭的吸附影響較小
⑥接觸時間
應保證活性炭與吸附質有一定的接觸時間,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。
活性炭化學性
活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學吸附。活性炭的吸附性既取決于孔隙結構,又取決于化學組成。
活性炭不僅含碳,而且含少量的化學結合、功能團開工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類、內酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡合物,有些來自原料的衍生物,有些是在活化時、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。
在活化中原料所含礦物質集中到活性炭里成為灰分,灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類,如碳酸鹽和磷酸鹽等。這些灰分含量可經水洗或酸洗的處理而降低。
活性炭吸附的時間
①活性炭吸附劑的性質
其表面積越大,吸附能力就越強; 活性炭是非極性分子,易于吸附非極性或極性很低的吸附質;活性炭吸附劑顆粒的大小,細孔的構造和分布情況以及表面化學性質等對吸附也有很大的影響。
②吸附質的性質
取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質分子的大小和不飽和度、附質的濃度等
③廢水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。
PH值會對吸附質在水中存在的狀態及溶解度等產生影響,從而影響吸附效果。
④共存物質
共存多種吸附質時,活性炭對某種吸附質的吸附能力比只含該種吸附質時的吸附能力差
⑤溫度
溫度對活性炭的吸附影響較小
⑥接觸時間
應保證活性炭與吸附質有一定的接觸時間,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。
活性炭化學性
活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學吸附。活性炭的吸附性既取決于孔隙結構,又取決于化學組成。
活性炭不僅含碳,而且含少量的化學結合、功能團開工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類、內酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡合物,有些來自原料的衍生物,有些是在活化時、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。
在活化中原料所含礦物質集中到活性炭里成為灰分,灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類,如碳酸鹽和磷酸鹽等。這些灰分含量可經水洗或酸洗的處理而降低。
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