【正文】 3．物理吸附與化學(xué)吸附 在物理吸附中，被吸附的氣體可以很容易 (特別是溫度升高時 )從吸附劑表面逸出，且不改變其原來的性質(zhì)，為完全的可逆過程；而在化學(xué)吸附中，被吸附的氣體通常需要在很高的溫度下才能逸出，且所釋出的氣體往往已發(fā)生了化學(xué)變化，不再是原有性質(zhì)，其過程大都是不可逆的。但是，需要指出的是，化學(xué)吸附和物理吸附并無嚴格的界限，同時也不能認為某一附過程僅有化學(xué)吸附而沒有物理吸附，反之亦然。同一物質(zhì)，可能在低溫下進行物理吸附，而在較高溫度下所經(jīng)歷的往往是化學(xué)吸附，也可能同時發(fā)生兩種吸附。 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 三、物理吸附與化學(xué)吸附 4．化學(xué)吸附的特點 在化學(xué)吸附中，吸附質(zhì)分子被吸附劑原子的剩余價鍵力固著在表面上，這種力和分子中束縛原子的力有著相同的性質(zhì)。這些力的強度要大大超過范德華引力，放出的熱量與化學(xué)反應(yīng)放出的熱量是相當(dāng)?shù)摹? 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 三、物理吸附與化學(xué)吸附 4．化學(xué)吸附的特點 （ 1）化學(xué)吸附都是單分子層吸附，當(dāng)固體表面已蓋滿一個單分子層的吸附質(zhì)分子后，表面實際上已經(jīng)飽和，再多一點的化學(xué)吸附也就無從發(fā)生。因此，化學(xué)吸附是單分子層吸附。 （ 2）化學(xué)吸附過程要求具有足夠的活化能，因此有時過程可能十分緩慢。 （ 3）化學(xué)吸附在不同的表面位置，常不同的吸附能力。吸附劑表面原子通常表現(xiàn)出不同的吸附力，吸附作用首先發(fā)生在處于表面的尖鋒上的原子及晶體邊緣的原子上．并認為這些位置上的原子比平面上的原子要活潑一些，形成了某些活化中心。 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 三、物理吸附與化學(xué)吸附 （ 1）分解反應(yīng) （ 2）轉(zhuǎn)化反應(yīng) （ 3）水解反應(yīng) （ 4）氧化反應(yīng) （ 5）聚合反應(yīng) 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 三、物理吸附與化學(xué)吸附 6．吸附與化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合將提高吸附效率 在吸附劑表面浸漬某些特定的鹽類，可以使污染物質(zhì)在吸附劑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，再除去反應(yīng)生成物，一 .可提高吸附效率，二 .縮短了處理時間。使用單純的吸附作用，只能消除一小部分，而且一般情況下吸附的活性值很低。但是，如果活性炭用某種有機物或無機鹽浸漬，則可大大提高分離污染物的效果。浸漬所常用的物質(zhì)為銅、鋅、銀、鉻，鈷，錳、釩、鉬的化合物或它們的混合物，浸漬鹵族元素對汞蒸氣的吸附也有顯著的效果。 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 三、物理吸附與化學(xué)吸附 6．吸附與化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合將提高吸附效率 浸漬物有時起化學(xué)作用，有時起催化作用。浸漬物在起催化作用時，一般不需要經(jīng)常補充浸漬物。而在浸漬物起化學(xué)作用時，浸漬物的消耗量完全符合化學(xué)計算當(dāng)量，因此每次再生后均需要重新進行浸漬。 （ 1）浸漬物的催化作用 在單純吸附作用下，活性炭對硫化氫的負荷只能達到質(zhì)量 )，而用專門浸漬過的活性炭負荷可高達（質(zhì)量）以上。 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 三、物理吸附與化學(xué)吸附 6．吸附與化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合將提高吸附效率 （ 2）浸漬物的化學(xué)作用 多數(shù)浸漬物在吸附劑的表面上與吸附質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于吸附的生成物。并且浸漬物的消耗最符合于化學(xué)計算當(dāng)量。 化學(xué)吸附通常由于凈化物理吸附難于起作用的污染物，如汞蒸氣、一氧化碳等。特別是在防毒面具中，更多使用了化學(xué)吸附材料。 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 四 .吸附劑 (一 ) 吸附劑的活性 活性是吸附劑性能的重要標(biāo)志?；钚缘拇笮∮脝挝惑w積 (或質(zhì)量 )吸附劑所能附著的吸附質(zhì)體積 (或質(zhì)量 )的多少來表示?；钚苑譃?靜活性 和 動活性。 吸附劑的靜活性是指氣體混合物中吸附質(zhì)在一定溫度和一定濃度的情況下，達到吸附平衡時單位體積或質(zhì)量吸附劑所能附著 (或吸著 )的最大量，靜活性是在靜態(tài)條件下測定的。 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 四 .吸附劑 (一 ) 吸附劑的活性 當(dāng)氣體混合物流動并通過吸附劑床層，吸附劑的吸附能力稱之為吸附劑的動活性。 在吸附過程的初始階段，氣體混合物中的吸附質(zhì)被完全吸附，床層出口氣體中吸附質(zhì)濃度為零；過一段時間以后，從床層出來的氣體中開始出現(xiàn)吸附質(zhì)，而且其濃度逐漸增加，直至流出的氣體濃度達到預(yù)定濃度 ,認為床層失去吸附作用，操作停止，按床層質(zhì)量平均的活性稱為動活性。但是流動狀態(tài)下床層的活性很難測定，通常以床層的吸附時間作為動活性的標(biāo)志，稱為保護作用時間或吸附持續(xù)時間。 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 四 .吸附劑 (二 ) 吸附劑的種類 工業(yè)上廣泛使用的四種重要的吸附劑 活性炭、 活性氧化鋁、 硅膠、 分子篩。 前三種是具有不均勻內(nèi)部結(jié)構(gòu)的非晶形吸附劑。但分子篩卻是晶狀的，因而具有洞穴規(guī)則分布的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而洞穴中又有一定尺寸的互相連接的微孔。 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 四 .吸附劑 (二 ) 吸附劑的種類 活性炭是由各種含碳物質(zhì)干餾后，經(jīng)過特殊的炭化加工和活化處理而得到的。 活化方式較多，除比較高級的脫色精制活性炭采用藥品活化法以外，大多數(shù)情況都是用水蒸汽活化法，采用的藥劑有氯化鋅、氯化鎂、氯化鈣或磷酸。目前國外出現(xiàn)了在炭化的同時使用微波進行活化的方法，從而簡化了活性炭的制造工藝。 活性炭 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 四 . 吸附劑 (二 ) 吸附劑的種類 活性炭原材料的來源是廣泛的，一般分為五大類 。 (1)動物類 ，如動物的骨骼和血液； (2)植物類， 如各種木材、木屑、果殼 (如椰殼、核桃硬殼 )、果核； (3)煤炭類， 如泥煤、褐煤、瀝青煤、無煙煤等； (4)石油類， 如渣油、石油焦、硫酚渣等； (5)其它工業(yè)廢物類 ，如紙漿廢液、廢合成樹脂、有機廢物、舊輪胎等。 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 四 . 吸附劑 (二 ) 吸附劑的種類 活性氧化鋁 (水合氧化鋁 )，是由沉淀或天然氧化鋁或鋁土礦，經(jīng)過特殊的熱處理制成的。它呈粒狀或片狀， 具有以下典型特性：活性氧化鋁主要用于氣體干燥，尤其在壓力下干燥氣體更有效。 活性炭氧化鋁 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 四 . 吸附劑 (二 ) 吸附劑的種類 硅膠的制造如下：用稀無機酸混合硅酸鈉進行中和，對形成的凝膠進行洗滌、把中和反應(yīng)時生成的鹽除去，接著進行干燥、焙燒和分級 。 “ 凝膠 ” 這一名稱的由來，是由于在硅膠制取過程的一個工序中物料段呈膠狀。 雖然硅膠也有珠狀的，但一般都使用粒狀的。硅膠具有以下典型物理特性：雖然在氣體脫硫和凈化中也用硅膠， 但它主要還是用在氣體干燥中。 硅膠 第四節(jié) 有害氣體吸附凈化 四 . 吸附劑 (二 )吸附劑的種類 分子篩是晶狀的，是一種脫水沸石，即鋁硅酸鹽，其原子按一定的形式排列。 復(fù)雜的分子篩結(jié)構(gòu)單元，在其中心有洞穴，靠微孔或窗孔溝通之。某些類型的晶狀沸石，這些微孔的直徑極為均勻。由于它們具有晶狀疏松結(jié)構(gòu)，且其微孔直徑極為均勻，故它們只對尺寸很小和形狀適于通過微孔進入洞穴的分子才產(chǎn)生吸附現(xiàn)象。 分子篩的吸附力極強，主要是由于晶格中有曝露的陽離子。這些陽離子起著局部強正電荷格點的作用，對極性分子的陰端進行靜電吸引。 分子篩 結(jié) 束