【正文】 吸附分離技術 吸附分離脈絡 ? 概述 吸附的定義、分類、常用吸附劑和制法、附劑的性能要求 ? 吸附的基本理論 吸附過程 、 吸附熱力學 、 吸附動力學 、 吸附作用力 、 影響吸附的因素 、 吸附劑的再生 ? 吸附工藝 間歇吸附 、 固定床吸附 、 連續(xù)式吸附 、 脫附設備 ? 吸附法的應用 一 . 概述 20世紀 70年代以來，吸附分離技術作為一種低能耗的固相萃取分離技術，在環(huán)境保護領域中受到廣泛關注。它是利用具有較強吸附能力的多孔性固體吸附劑，選擇性的將一種或一類物質吸附在固體表面，從而實現流體混合物中不同組分的分離。吸附過程實質上是通過相界面上的吸附作用以達到一種或數種組分在固相吸附劑上的富集濃縮。 吸附的定義 吸附是一種表面現象 ， 是指固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能 ， 當某些物質碰撞固體表面時 ， 受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面上 ， 被吸附分子在吸附劑表面濃度高于溶液本體相中濃度 。 具有 一定吸附能力的固體材料稱為 吸附劑 ， 被吸附的物質稱為 吸附質 。 溶劑 /水 吸附質 相互作用 (如溶解 ) 吸附劑 吸附的分類 ?物理吸附 （范德華引力、偶極 偶極作用、氫鍵） ?化學吸附 （通過形成化學鍵的吸附 離子鍵、配位鍵 （螯合樹脂）、 易裂解的共價鍵 (高分子催化劑 )） ?親和吸附 （對目標物呈現專一性或高選擇性。這種吸附專一性或分子識別性能，來源于氫鍵、范德華引力、偶極 偶極作用等多種鍵力的空間協(xié)同作用） 吸附性能 吸附類型 物理吸附 化學吸附 作用力 選擇性 吸附層 吸附熱 吸附速度 穩(wěn)定性 溫度的影響 分子引力 一般沒選擇 多層吸附 較小，一般在 kJ/mol以內 快 不穩(wěn)定，易解吸 溫度升高，吸附量降低 化學鍵 有選擇 單層吸附 較大，一般在 ～ 較慢 較穩(wěn)定，不易解吸 溫度升高，吸附速度增加 物理吸附和化學吸附之間的區(qū)分并沒有嚴格的界限。在實際的吸附過程中，上述幾類吸附往往同時存在。物理吸附和化學吸附在一定條件下也是可以互相轉化的。同一物質，可能在較低溫度下進行物理吸附，而在較高溫度下往往又是化學吸附。 常用吸附劑 吸附分離材料 按化學結構分類 無機吸附劑 高分子吸附劑 炭質吸附劑 按吸附機理分類 化學吸附 物理吸附 親和吸附 離子交換劑 螯合劑 可再生高分子試劑和催化劑 陽離子交換劑 陰離子交換劑 兩性離子交換劑 按形態(tài)和孔結構分類 球型樹脂（大孔、凝膠、大網） 離子交換纖維與吸附性纖維 無定型顆粒吸附劑 免疫吸附劑 仿生吸附劑 非極性吸附劑 中極性吸附劑 極性吸附劑 具有一定晶體結構的無機化合物，最典型的天然無機吸附劑為 沸石類 （ Zeolite),包括方沸石、菱沸石、絲光沸石、交沸石、鈉沸石等。其它天然的 硅鋁酸鹽 如蒙脫土、綠砂以及 長石類礦物 （正長石、鈉長石、灰長石、鈣長石）也可作為無機吸附劑使用。 人工合成的無機吸附劑有 合成沸石、分子篩、活性氧化鋁、硅膠、磷酸鋯等 。 無機吸附劑 (1) 硅膠 硅膠有天然的，也有人工合成的。天然的多孔 SiO2通常稱為 硅藻土 ，人工合成的稱為 硅膠 ，用 水玻璃 制取。 (2) 活性氧化鋁 活性氧化鋁： 活性氧化鋁對水有較強的親合力，因此工業(yè)上常將其用作氣（液）體的干燥劑。而它的再生溫度又比分子篩低得多。可用活性氧化鋁干燥的部分工業(yè)氣體包括：Ar、 He、 H 氟利昂 、氟氯烷等。另外，活性氧化鋁還可用作催化劑載體。 活性氧化鋁 Al(OH)3由三水合鋁或三水鋁礦加熱脫水制成。根據制造工藝不同，氧化鋁分為低溫氧化鋁和高溫氧化鋁。前者的活化溫度低于 600℃ ，其不同形態(tài)的氧化化鋁包括 ρ、 χ、 η和 γ型氧化鋁；后者的活化溫度為 9001000℃ ，其中包括 кθ和 δ氧化鋁。一般在工業(yè)上所用的氧化鋁多用拜耳法制成， 炭質吸附劑 炭質吸附劑 包括 活性炭、活性炭纖維以及炭化樹脂 。其中活性炭為微晶類碳系，微晶尺寸 13nm?；钚蕴康恼? 體外觀為無定形顆粒。 活性炭 是一種 非極性吸附劑 ，是由含碳為主的物質作原料，經高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。其外觀為暗黑色，有 粒狀 和 粉狀 兩種?；钚蕴恐饕煞殖家酝?，還有少量的 氧、氫、硫等元素， 以及含有水分、灰分。它具有良好的吸附性能和 穩(wěn)定的化學性質 ，可以耐強酸、強堿，能經受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。 (1) 活性炭 與其它吸附劑相比，活性炭具有 巨大的比表面積 ，通?？蛇_ 5001700m2/g，因而形成強大的吸附能力。 微孔的容積 約為 ，比表面積占活性炭總比表面積的 95%以上。 過渡孔的容積 通常為 ，比表面積一般不超過總比表面積的 5%； 大孔的容積 為 。 在 氣相吸附 中，吸附容量在很大程度上 決定于微孔 ，而在 液相吸附 中， 過渡孔 則起主要作用。 由 C、 H等元素組成的聚合物，經過直接或間接熱處理得到的碳質吸附劑。 (2) 炭化樹脂 CHA111樹脂的外表面 MCH111樹脂的外表面 ND900樹脂的外表面 (3) 活性炭纖維 (ACF) 根據生產中前驅體的不同，目前實現工業(yè)化生產的活性炭纖維產品主要分為粘膠基ACF、酚醛基 ACF、聚丙稀腈基 ACF(PANACF)、瀝青基 ACF(pitchACF)等。 ACF有豐富的微孔結構和巨大的比表面積，有多種形式的制成品，與粉末狀和顆粒狀吸附材料相比，吸附和脫附速率更快；另外，ACF在震動下不產生裝填松動