吸附分離技術(shù)ppt課件(2)-在線瀏覽
2025-06-29 07:28本頁面
【正文】 ，富集回收了廢水中的有用物質(zhì)，實現(xiàn)了廢物資源化。 ? 吸附分離原理大體可分為以下四種類型 : ① 表面選擇性吸附 :范德華力 ②分子篩效應(yīng) :多孔固體中的微孔孔徑均一，與分子尺寸相當(dāng)。 ③通過微孔的擴(kuò)散 : 利用擴(kuò)散速率的差別分離。 ? 表面吸附是基本的 ,其它是伴隨發(fā)生 . ? 另一類吸附過程是化學(xué)吸附，以化學(xué)鍵結(jié)合 ,一般為不可逆過程，工業(yè)應(yīng)用少，分析化學(xué)中有。利用巰基與不同元素離子的反應(yīng)進(jìn)行分離富集。利用黃原酸基團(tuán)的作用進(jìn)行分離富集。常用于從氣體或液體中分離少量雜質(zhì)。 —般用于氣體混合物的主體分離。用于液體混合物的主體分離。由于吸附機(jī)理在很大程度上決定了吸附等溫線的形狀，因而對吸附等溫線分類有助于診斷吸附過程。 固定溫度下 ， 吸附量與濃度的關(guān)系為等溫吸附 ， 通常用吸附等溫線來描述所研究體系達(dá)到平衡時吸附量與溶液中吸附質(zhì)濃度的關(guān)系 。 曲線的形狀反映吸附的難易 ， 低濃度下曲線向下彎 ， 如 I、 II、 IV的初始表示分子容易被吸附；如不易被吸附則向上彎 ， 如 III、 V。 若△ G吸附 =△ G（溶質(zhì) 樹脂） △ G（溶質(zhì) 溶劑） 0，吸附能夠自發(fā)進(jìn)行。 在化學(xué)中，可以把熵看作體系的混亂度，任何作用的進(jìn)行都要求混亂度的增加。吸附作用能自動進(jìn)行，而熵的增加成為吸附進(jìn)行的推動力。 如果有機(jī)物完全溶解于水里，遇到吸附樹脂時也沒有熵的增加，吸附就不能進(jìn)行。 顯然，溶質(zhì)在水中溶解度越小， △ G（溶質(zhì) 溶劑）的降低也越小 ， △ G吸附 就越大，越有利于吸附。 2. 自由能降低 △ G 0對吸附推動力的解釋 吸附作用力 分子間引力是吸附作用的根本因素，深入了解對探索吸附樹脂的應(yīng)用、樹脂結(jié)構(gòu)的設(shè)計及操作條件的選擇都有很大意義。 第二階段 是從吸附劑顆粒表面?zhèn)飨蝾w?？紫秲?nèi)部，稱為孔內(nèi)部傳遞過程或 內(nèi)擴(kuò)散 。 1. 吸附傳質(zhì)過程的三個階段 影響吸附的因素 吸附質(zhì)的性質(zhì)： 吸附操作條件： 溶解度、極性等 溫度、 pH、流速等 溶劑 /水 吸附質(zhì) 相互作用 (如溶解 ) 吸附劑 三、 吸附工藝 間歇吸附 固定床吸附 移動床吸附 流動床吸附 連續(xù)式吸附與脫附設(shè)備 間歇吸附 ?間歇吸附反應(yīng)池有兩種類型；一種是 攪拌池型 ，即是在整個池內(nèi)進(jìn)行快速攪拌，使吸附劑與原水充分混合；另一種是泥渣接觸型 ，池型與操作和循環(huán)澄清池相同。 ?為防止粉狀吸附劑隨處理水流失，固液分離時常加高分子絮凝劑 。其 構(gòu)造 與快濾池大致相同。 ?固定床可分為 單床 和 多床系統(tǒng) 。 移動床 ?原水從下而上流過吸附層，吸附劑由上而下間歇或連續(xù)移動 。 ?移動床較固定床能充分利用床層吸附容量，出水水質(zhì)良好，且水頭損失較小。 流化床 原水由底部升流式通過床層，吸附劑由上部向下移動。與固定床相比，可使用粒度均勻的小顆粒吸附劑，對原水的預(yù)處理要求低。 為防止吸附劑全塔混層，以充分利用其吸附容量并保證處理效果，塔內(nèi)吸附劑采用分層流化。 四、吸附法的應(yīng)用 ?、巰基棉吸附 (SCF) ?巰基棉的制備 ?棉花纖維含纖維素 95％一 97％．其結(jié)構(gòu)式中的羥基和巰基乙酸的羧基之間發(fā)生多相酯化反應(yīng)，將巰基接到纖維素的大分子上而制得 ?具體制備方法有： ? 液相法： 棉纖維浸泡在巰基乙酸溶液中加熱反應(yīng) ? 氣相法：使巰基乙酸的蒸氣與棉纖維接觸而制得 ? 巰基棉的吸附機(jī)理 ? 固 — 液或固 — 氣兩相間化學(xué)吸附反應(yīng)和物理吸附作用吸附反應(yīng)比較復(fù)雜： ? 氧化、還原、絡(luò)合及離子交換等多種化學(xué)反應(yīng)，并隨元素的種類、形態(tài)、吸附介質(zhì)而異。 ? 其反應(yīng)如下： ? nRSH + Men+? [RS]nMe + nH+ ? 對 As, Se, Te和 Sb等變價元素：先解離元素與氧之間的結(jié)合，使之還原為低價態(tài)才能被吸附 ? 4RSH + H2SeO3 →RSSeSR + RSSR + 3H2O ? RSSeSR→ RSSR + Se↓ ? 巰基棉的吸附性能 ? ?吸附酸度：溶液酸度是主要影響因素，巰基對元素的結(jié)合力越強(qiáng)，定量吸附該元素的允許酸度就越高。 As3+: 2ml/min ? 其它元素 : 1020 ml/min ? ?吸附量：主要取決于巰基化合物的含量與吸附條件 ? 含巰基 1%的 SCF: ? 對 Zn， Cd， Pb, Sb, Bi, In的飽和吸附量 mg/g ? 對 Ag, Hg, Au: mg/g ? 在微量分析中，巰基棉用量： ? 吸附順序：對微量元素的結(jié)合能力與元素的種類、存在形態(tài)和價態(tài)有關(guān)。實驗確定的吸附強(qiáng)弱順序如下： ? Pt(IV)≈Pd(II)＞ Au(III)≈Se(IV)＞Te(IV)?As(III)?Hg(II)≈Ag(I)＞ Sb(III)＞ Bi(III)＞ Sn(II)＞ CH3Hg+＞ Cu(II)＞ In(III)≈Pb(II)＞ Cd(II)＞ Zn(II) ? 共存物的干擾及消除：較高濃度的堿金屬、堿土金屬以及 Fe,Mn,Co,Ni,Cr等不干擾巰基棉對重金屬離子的定量吸附。 ? 氧化劑能氧化巰基而使其吸附量下降，但不影響痕量元素吸附 ? 巰基棉吸附分離操作 ? 富集方式：靜態(tài)吸附和動態(tài)吸附 具體操作與離子交換分離富集相同。適用于吸附能力較弱的元素 ? 吸附能力較強(qiáng)的貴金屬離子 Pt， Pd， Au， Se4+ 需用較濃的酸，采用溫浸法或加熱煮沸法才能定量解吸。C 6H9O ? 柱吸附： 溶液過柱的平衡時間短，抗干擾性能差允許酸度低 ,上柱前先過濾除去礦渣 ? 攪拌吸附 : CCX在攪拌過程中逐漸縮緊不易脫落
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