簡(jiǎn)介

活性炭
在吸附操作中,用以選擇性吸附氣體或液體混合物中某些組分的多孔性固體物質(zhì),通常制成球形、圓柱形或無(wú)定形的顆粒或粉末。優(yōu)良吸附劑應(yīng)具有的特性主要是單位質(zhì)量吸附劑具有較大的表面積,對(duì)吸附質(zhì)具有較大的吸附能力(即平衡吸附量大),并且具有良好的選擇性,即能優(yōu)先吸附混合物中某些組分。此外,還要求容易再生(即平衡吸附量對(duì)溫度或壓力的變化敏感),具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性等。吸附劑也稱吸收劑,這種物質(zhì)可使活性成分附著在其顆粒表面,使液態(tài)微量化合物添加劑變?yōu)楣虘B(tài)化合物,有利于實(shí)施均勻混合,其特性是吸附性強(qiáng)。
吸附劑一般也分為有機(jī)物和無(wú)機(jī)物兩類,有機(jī)物類如小麥胚粉,脫脂的玉米胚粉,玉米芯碎片,粗麩皮,大豆細(xì)粉以及吸水性強(qiáng)的谷物類等,無(wú)機(jī)物類則包括二氧化硅、蛭石、硅酸鈣等。
常用的吸附劑有以碳質(zhì)為原料的各種活性炭吸附劑和金屬、非金屬氧化物類吸附劑(如硅膠、氧化鋁、分子篩、天然黏土等)。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
氧化鋁
總的來(lái)說(shuō),吸附劑一般有以下特點(diǎn):大的比表面、適宜的孔結(jié)構(gòu)及表面結(jié)構(gòu);有良好的機(jī)械強(qiáng)度等。具體物理性質(zhì)如下:a.孔容(VP):
吸附劑中微孔的容積稱為孔容,通常以單位重量吸附劑中吸附劑微孔的容積來(lái)表示(cm3/g).孔容是吸附劑的有效體積,它是用飽和吸附量推算出來(lái)的值,也就是吸附劑能容納吸附質(zhì)的體積,所以孔容以大為好。吸附劑的孔體積(Vk)不一定等于孔容(VP),吸附劑中的微孔才有吸附作用,所以VP中不包括粗孔。而Vk中包括了所有孔的體積,一般要比VP大。
b.比表面積:
即單位重量吸附劑所具有的表面積,常用單位是m2/g。吸附劑表面積每克有數(shù)百至千余平方米。吸附劑的表面積主要是微孔孔壁的表面,吸附劑外表面是很小的。
c.孔徑與孔徑分布:
在吸附劑內(nèi),孔的形狀極不規(guī)則,孔隙大小也各不相同。直徑在數(shù)埃(A0)至數(shù)十埃的孔稱為細(xì)孔,直徑在數(shù)百埃以上的孔稱為粗孔。細(xì)孔愈多,則孔容愈大,比表面也大,有利于吸附質(zhì)的吸附。粗孔的作用是提供吸附質(zhì)分子進(jìn)入吸附劑的通路。粗孔和細(xì)孔的關(guān)系就象大街和小巷一樣,外來(lái)分子通過(guò)粗孔才能迅速到達(dá)吸附劑的深處。所以粗孔也應(yīng)占有適當(dāng)?shù)谋壤??;钚蕴亢凸枘z之類的吸附劑中粗孔和細(xì)孔是在制造過(guò)程中形成的。沸石分子篩在合成時(shí)形成直徑為數(shù)微米的晶體,其中只有均勻的細(xì)孔,成型時(shí)才形成晶體與晶體之間的粗孔。
孔徑分布是表示孔徑大小與之對(duì)應(yīng)的孔體積的關(guān)系。由此來(lái)表征吸附劑的孔特性。
d.表觀重度(dl):又稱視重度。
吸附劑顆粒的體積(Vl)由兩部分組成:固體骨架的體積(Vg)和孔體積(Vk),即:? Vl=?Vg+?Vk
表觀重度就是吸附顆粒的本身重量(D)與其所占有的體積(Vl)之比。
吸附劑的孔體積(Vk)不一定等于孔容(VP),吸附劑中的微孔才有作用,所以VP中不包括粗孔。而Vk中包括了所有孔的體積,一般要比VP大。
e.真實(shí)重度(dg):
又稱真重度或吸附劑固體的重度,即吸附劑顆粒的重量(D)與固體骨架的體積Vg之比。
假設(shè)吸附顆粒重量以一克為基準(zhǔn),根據(jù)表觀重度和真實(shí)重度的定義則:dl==l/Vl?;?dg=l/Vg
于是吸附劑的孔體積為:Vk=l/dl?–?l/dg
f.堆積重度(db):
又稱填充重度,即單位體積內(nèi)所填充的吸附劑重量。此體積中還包括有吸附顆粒之間的空隙,堆積重度是計(jì)算吸附床容積的重要參數(shù)。
以上的重度單位常用g/cm3 、kg/l、kg/m3 表示。
g.孔隙率(εk):
即吸附顆粒內(nèi)的孔體積與顆粒體積之比。
εk=Vk/(Vg+Vk)=(dg-dl)/?dg=1-dl/dg
h.空隙率(ε):
即吸附顆粒之間的空隙與整個(gè)吸附劑堆積體積之比。
ε=(Vb-Vl)/Vb=(dl-db)/dl=1-db/dl
化學(xué)性質(zhì)對(duì)吸附質(zhì)有強(qiáng)烈的吸附能力;化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,一般不與吸附質(zhì)和介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng);制造方便,容易再生。
常見(jiàn)種類

吸附劑
工業(yè)上常用的吸附劑有:硅膠、活性氧化鋁、活性炭、分子篩等,另外還有針對(duì)某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。氣體吸附分離成功與否,極大程度上依賴于吸附劑的性能,因此選擇吸附劑是確定吸附操作的首要問(wèn)題。常用的吸附劑(見(jiàn)表)有:
①活性白土、硅藻土等天然物質(zhì)。常用于油品和糖液的脫色精制。
②活性炭。由各種含碳物質(zhì)經(jīng)碳化和活化處理而成,耐酸堿但不耐高溫,吸附性能良好,多用于氣體或液體的除臭、脫色以及溶劑蒸氣回收和低分子烴類的分離。
③硅膠。由硅酸鈉水溶液脫鈉離子制成的堅(jiān)硬多孔的凝膠顆粒,能大量吸附水分,吸附非極性物質(zhì)量很少,常用于氣體或有機(jī)溶劑的干燥以及石油制品的精制。
④活性氧化鋁。由氧化鋁的水合物加熱脫水制成的多孔凝膠和晶體的混合物,常用于氣體和有機(jī)溶劑的干燥。
⑤合成沸石。又稱分子篩,人工合成的硅鋁酸鹽,具有均勻的孔徑(0.3~1nm),熱穩(wěn)定性高,選擇性好,用于氣體和有機(jī)溶劑的干燥及石油餾分的吸附分離等。⑥合成樹(shù)脂。具有巨型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),常用的有非極性樹(shù)脂,如苯乙烯-二乙烯基苯共聚體或極性樹(shù)脂,如聚甲基丙烯酸酯等,用于廢水處理、維生素的分離、藥劑的脫色和凈制等。
作用
吸附劑會(huì)吸收制冷劑蒸汽,使蒸發(fā)器中壓力降低,于是會(huì)有更多液體氣化,蒸發(fā)中吸收熱量降溫,實(shí)現(xiàn)吸附制冷。
吸附劑選擇吸附雜質(zhì),可進(jìn)行產(chǎn)品提純。
活性炭可用于污水處理場(chǎng)排氣吸附。
活性炭作用:
1、空氣凈化?2、污水處理場(chǎng)排氣吸附?3、飲料水處理?4、電廠水預(yù)處理
5、廢水回收前處理?6、生物法污水處理?7、有毒廢水處理?8、石化無(wú)堿脫硫醇
9、溶劑回收?10、化工催化劑載體?11、濾毒罐?12、黃金提取
13、化工品儲(chǔ)存排氣凈化?14、制糖、酒類、味精醫(yī)藥、食品精制、脫色
15、乙烯脫鹽水填料?16、汽車尾氣凈化?17、PTA氧化裝置凈化氣體
衡量指標(biāo)
衡量吸附劑的主要指標(biāo)有:對(duì)不同氣體雜質(zhì)的吸附容量、磨耗率、松裝堆積密度、比表面積、抗壓碎強(qiáng)度等。用于濾除毒氣,精煉石油和植物油,防止病毒和霉菌,回收天然氣中的汽油以及食糖和其他帶色物質(zhì)脫色等。
研究進(jìn)展

福島核輻射危害
2012年8月22日有報(bào)道稱,針對(duì)福島核事故釋放出來(lái)并亟待去污的放射性銫,日本岡山縣津山市的津山工業(yè)高等??茖W(xué)校與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)共同研發(fā)出了一種有效的吸附劑。其特點(diǎn)是使用后可用磁石將吸附劑完整回收,這項(xiàng)技術(shù)已在申請(qǐng)專利。獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)使DOWEX樹(shù)脂的AMBERLITE??XAD??761高樹(shù)脂能在原地很容易再生從而導(dǎo)致較小的系統(tǒng)和更低的成本。[1]