吸附原理:
1.分类
范德华力——物理吸附
化学键——化学吸附
| 项 目 | 吸 附 类 型 | |
| 物理吸附 | 化学吸附 | |
| 作用力 | 分子引力(范德华力) | 剩余化学键力 |
| 选择性 | 一般无选择性 | 有选择性 |
| 形成吸附层 | 单分子或多分子吸附层均可 | 只能形成单分子吸附层 |
| 吸附热 | 较小,一般41.9kJ/mol以内 | 较大,一般在83.7~418.7kJ/mol之间 |
| 吸附速度 | 快,几乎不要活化能 | 慢,需要一定的活化能 |
| 可逆性 | 较易解吸 | 化学价键力时,吸附不可逆 |
| 温度 | 放热过程;低温有利于吸附 | 温度升高,吸附速度增加 |
2.吸附等温式
1)吸附平衡及吸附量
⑴.吸附平衡 吸附和解吸是一个可逆的平衡过程。当吸附速度和解吸速度相等,就达到了吸附平衡。吸附量是吸附平衡时单位重量吸附剂上所吸附的吸附质重量。它可以表示吸附剂吸附能力的大小。一定容积和一定浓度的吸附质溶液中,投加一定的吸附剂,经搅拌混合直至吸附平衡,即测定溶液中残余的吸附质浓度,稳定不变时为止,则吸附量:
2)吸附等温式
一定的吸附剂所吸附物质的数量与此物质的性质及其浓度和温度有关。表明被吸附物的量与浓度之间的关系式成为吸附等温式。
固体表面吸附水溶液中溶解及胶体物质
Freundlich吸附等温式——低浓度
Langmuir吸附等温式——单分子层
影响因素
能力——吸附量
速度——单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量——决定污水与吸附剂接触时间
吸附速度,是指单位重量的吸附剂在单位时间内所吸附的吸附质的量。影响吸附速度的因素有:
①.吸附质在吸附剂表面液(气)相界膜内的迁移速度;
②.吸附质在吸附剂颗粒孔隙内的扩散速度;
③.吸附质在吸附剂内表面吸附位置上的吸附反应速度。吸附过程的快慢主要由液膜内的迁移速度和颗粒内的扩散速度所控制。
多孔性吸附剂——三阶段(颗粒外部扩散阶段、孔隙扩散、吸附反应)
吸附剂的比表面积、颗粒大小、物理化学性质
溶液浓度
pH值(酸性有利对于活性炭)、T(低有利)
吸附剂
活性炭
特点:比表面积大,800-2000m2/g
再生方法:加热(温度升高解吸)、化学再生(化学反应、如湿式氧化法去除活性炭中被吸附的有机物)
腐植酸类吸附剂
活性基团具有阳离子吸附性能——离子交换、螯合、表面吸附、凝聚等作用
应用:重金属离子(试验研究)
吸附工艺与设备
间歇式——两个吸附池
连续式——固定床(固定填放)、连续【移动床(定期更新部分吸附剂)、流化床(相对流动)】
应用
汞的去除:砂滤+活性炭过滤(吸附)去除有机物、脱色除臭等——微量
微生物吸附能力研究(应用青霉菌BX1活体吸附水中活性艳蓝KN-R)、固体废物制作吸附剂(如煤矸石、粉煤灰)、高分子吸附剂的研究开发(价钱——易洗脱性——离子交换法)
扩展——环境化学中土壤对有机物、重金属的吸附解吸行为