第5章 固-气界面的物理吸附

固液界面的吸附

实验四 固液界面上的吸附 一．实验目的 1. 了解固体吸附剂在溶液中的吸附特点。 2. 做出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温线，求出Freundlich 等温式中的经验常数。 3. 通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附，验证弗伦特立希（Freundlich ）吸附等温式对此体系的适用性。 二、实验原理 (一)计算依据： 当一溶液与不溶性固体接触时，固体表面上溶液的成分常与体相溶液内部的不同，即在固-液界面发生了吸附作用。由于溶液中各组分被固体吸附的程度不同，吸附前后溶液各组分的浓度将发生变化，根据这种变化可计算出吸附量。 Γ=V （C 0-C ）/m (1) 式中：m ——吸附剂的质量（g ） C ——吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（1 -?L mol ） C 0——被吸附物质的初始浓度（1 -?L mol ） V ——所用溶液的总体积（L ） 在 V 、C 0 、m 已知的情况下，Γ和C 的关系如何呢？ 活性炭是一种高分散的多孔性吸附剂，在一定温度下，它在中等浓度溶液中的吸附量与 溶质平衡浓度的关系，可用Freundlich 吸附等温式表示：Γ=n kC m x 1 = (2) 式中：m ——吸附剂的质量（g ） x ——吸附平衡时吸附质被吸附的量（mol ） m x ——平衡吸附量（1 -?g mol ） C ——吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（1 -?L mol ）

k 、n ——经验常数（与吸附剂、吸附质的性质和温度有关）。将式（2）取对数，得 k C n m x lg lg 1 lg += (3) 以m x lg 对c lg 作图，可得一条直线，直线的斜率等于n 1，截距等于k lg ，由此可求得n 和 k 。 （二）本实验操作原理： 本次实验是在活性炭—醋酸体系中，验证Freundlich 吸附等温式的适用性，并求出经验常数n 和k ： NaOH+HAc==NaAc+H 2O 根据这个中和反应，计量滴定所用的NaOH 的量，可知HAc 的浓度c ，再根据 (1)式计算Γ值，即可作图。 三、仪器试剂 仪器：150ml 磨口具塞锥型瓶6个，150ml 锥型瓶6个，长颈漏斗6个，称量瓶1个，50ml 酸式、碱式滴定管各1支，5ml 移液管1支，10ml 移液管2支，25ml 移液管3支，电子天平1台，恒温振荡器1套，定性滤纸若干。 试剂：活性炭（20～40目，比表面300～400m 2/g ），0.41 -?L mol HAc 溶液，0.10001 -?L mol NaOH 标准溶液，酚酞指示剂。 四、实验步骤 1. 打开恒温振荡器的开关，预热10分钟，调节温度为25℃。 2. 将6个干净的磨口具塞锥型瓶编号，并各称入1.0克活性炭。 3. 用移液管按下表分别加入0.41 -?L mol HAc 和蒸馏水，并立即盖上塞子，置于25℃恒温振荡器中，调节好速度，摇荡一小时。 4. 从各号瓶中按下表所规定的平衡取样量V 取样，放入1~6标号的小锥形瓶中，各加入5滴酚酞指示剂，用NaOH 标准溶液各滴定两次（滴至粉红色刚好不褪去），碱量取平均值记入下表。 5. 用过的活性炭回收于托盘中，清洗仪器，关闭电源，整理实验台。 五、数据记录及处理 1. 将实验数据记入表,计算吸附前各瓶中醋酸的初浓度C 0和吸附平衡时的浓度C ，并按（1）式计算吸附量一同填入表.

吸附原理 工艺应用

吸附原理及工艺应用 摘要 在科技名词里吸附的定义是物质在两相界面上浓集的现象。 当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄, 此现象称为吸附。吸附也指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象。吸附属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。随着新型吸附剂的开发及吸附分离工艺条件等方面的研究，吸附分离过程显示出节能、产品纯度高、可除去痕量物质、操作温度低等突出特点，使这一过程在化工、医药、食品、轻工、环保等行业得到了广泛的应用。在生产和科学研究上，常利用吸附和解吸作用来干燥某种气体或分离，提纯物质。吸附作用可以使反应物在吸附剂表面浓集，因而提高化学反应速度。同时由于吸附作用，反应物分子内部的化学键被减弱，从而降低了反应的活化能，使化学反应速度加快。 关键字：吸附吸附原理吸附工艺应用吸附剂活性炭吸附 一、吸附概念 吸附在广义地讲是指固体表面对气体或液体的吸着现象。固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。根据吸附质与吸附剂表面分子间结合力的性质，可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附由吸附质与吸附剂分子间引力所引起，结合力较弱，吸附热比较小，容易脱附，如活性炭对气体的吸附。化学吸附则由吸附质与吸附剂间的化学键所引起,犹如化学反应，吸附常是不可逆的,吸附热通常较大，如气相催化加氢中镍催化剂对氢的吸附。在化工生产中,吸附专指用固体吸附剂处理流体混合物,将其中所含的一种或几种组分吸附在固体表面上，从而使混合物组分分离，是一种属于传质分离过程的单元操作，所涉及的主要是物理吸附。吸附分离广泛应用于化工、石油、食品、轻工和环境保护等部门。 二、吸附原理

气固吸附等温线的分类

气固吸附等温线的分类 陈思 化学与化工学院 14级化学基地班 201417110005 摘要：论述了从早期的BDDT 的5种类型吸附等温线，到 IUPAC 的6种类型吸附等温线，再到基于 Ono-kondo 晶格模型的 Gibbs 吸附分类的5种类型吸附等温线，并讨论了与各种类型吸附等温线类型相对应的吸附过程和机理。 关键词：气固吸附；等温线；分类；机理 1.引言 温度一定时，反映吸附质平衡分压p与吸附量a之间关系的曲线称为吸附等温线【1】。吸附等温线是有关吸附剂孔结构、吸附热以及其它物理化学特征的信息源。在恒定的温度和宽范围的相对压力条件下可得到被吸附物的吸附等温线。正确判断吸附等温线类型，对于吸附剂孔结构等参数的计算是非常重要的。 IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry，国际纯理论与应用化学协会）手册上就有说明：对于吸附过程的研究，第一步就是“确定吸附等温线的类型，然后再确定吸附过程的本质”【2】。 吸附等温线是吸附相平衡的具体描述，是吸附分离装置设计所必需的参数。对于气固吸附相平衡的研究，人们通常都是从对所研究的吸附等温线的归类开始入手的。通过对一系列吸附等温线的分类，人们可以更好地理解各种吸附机理并建立相应的理论模型。 目前，相关文献报导的众多吸附等温线包括了种类繁多的吸附剂和吸附质，然而这些吸附等温线还是呈现出一定的规律性，根据吸附线形状或吸附发生的压力及温度不同有以下几种分类方法。 2.BDDT 的 5 种类型吸附等温线 1940 年，在前人大量的研究和报道以及从实验测得的很多吸附体系的吸附等温线基础上，Brunauer S.，Deming L. S.，Deming W. E.和Teller E.等人对各种吸附等温线进行分类，将吸附等温线分为5类（如图 1 所示），称为 BDDT 分类【3】，也常被简称为 Brunauer 吸附等温线分类。 图1 BDDT 吸附等温线的5种类型【4】 类型Ⅰ是Langmuir 型曲线，表示吸附剂毛细孔的孔径比吸附质分子尺寸略大时的单层分子吸附或在微孔吸附剂中的多层吸附或毛细凝聚。该类吸附等温线，在吸附质平衡分压较小时，吸附量随气体分压的增大而增大，近乎成直线关系；在气体平衡分压很大时，吸附量

吸附理论的提出与发展

吸附技术原理与应用 结课报告 吸附理论的提出与发展

吸附理论的提出和发展 摘要吸附作用是一种界面现象，吸附技术的应用领域已渗透到各行各业中去。本文从吸附理论的发展历程出发，论述了研究吸附理论而得到的一些重要结论，重要的吸附模型的提出，适用条件及其适用范例，并描述了吸附理论的应用前景。关键词吸附作用发展历程重要结论吸附模型 引言 吸附作用是体相中某种或几种成分在界面上富集或贫化的一种最为基础的界面现象。吸附作用在工农业生产和日常生活中有许多直接应用。在石油化工、化学工业、气体工业和环境保护中，吸附是从气体和液体介质中除去杂质、污染物，使组分分离的一种方法。研究吸附作用有助于了解在界面上进行的各种物理化学过程的机理。这些过程包括物质的精制、脱色与染色、防湿与除臭、缓蚀与阻垢、润滑与摩擦、絮凝与聚集、除垢与洗涤等。作为最重要的工业助剂的表面活性剂应用原理的主要组成部分就是此类两亲性物质在各种界面上得吸附；应用吸附原理发展而成的各种色谱技术是重要的现代分析手段；多相催化中反应物的吸附与产物的脱附是催化反应的基本步骤；基于胶体化学原理发展起来的纳米粒子大小、形状的控制和自组装与表面活性剂特性吸附有关；固体支持体上生物膜半膜和固定化酶的模拟等吸附作用的广泛应用赋予其更加旺盛的生命力。吸附作用是胶体与界面科学最为基础的组成部分，也是最活跃的研究领域之一。 1 吸附理论的发展历程 我国胶体与表面化学的主要奠基人傅鹰在他的胶体科学绪论中说[1]:“一种科学的历史是那门科学的最宝贵的一部分。科学只给我们知识，而历史却给我们智慧。”因而，了解吸附研究的发展概况既可以使我们对前辈的优秀的研究成果得以继承，又可以在开拓新的研究领域中少走弯路。 吸附作用在生活与生产活动中应用的历史起源已不可考。例如，在远古时期人们可能已经知道草木灰、木炭可除去空气中的异味和湿气，这种应用延续至今。公元前5世纪古医学创始人Hippocrates就知道用炭可除去腐败伤口的污秽气味。这些都是气体在固体表面吸附的早期应用。我国考古工作者发现，在马王堆汉墓出土的帛画上有36种颜色，这实际上织物对燃料吸附的应用。

TPD基本原理及流程图示

T P D基本原理及流程图示-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

NH3/CO2-TPD：基本原理及流程图示 程序升温（Temperature Programmed）技术是多相催化领域常用的一种表征手段，主要包括程序升温还原/氧化（Temperature Programmed Reduction/Oxidation， TPR/TPO），程序升温脱附（Temperature Programmed Desorption， TPD）和程序升温表面反应（Temperature Programmed Surface Reaction，TPSR）。所采取的基本实验方法是指在一定的氛围下，规律的改变环境温度，考察催化剂与各类探针分子的相互作用，从而得到所需要的信息。 将Temperature Programmed说成是程序变温实际更加妥当，然而在实际的实验操作中，程序降温过程并不容易实现，有文献在电热炉上加装风扇，通过调节风扇的转速来实现程序降温。 下面简单说一下NH3/CO2-TPD： 1、TPD理论基础 NH3/CO2-TPD是实验室中简单表征催化剂酸碱性最常用最方便的方法。其理论基础在于“吸附热”三个字，就吸附而言，根据探针分子和催化剂（吸附剂）作用方式的不同，可以分为物理吸附和化学吸附，物理吸附中探针分子至于催化剂发生简单的物理作用，相互作用力较弱；而化学吸附顾名思义，指探针分子和催化剂之间发生化学作用，生成作用力较强的化学键。一般而言，物理吸附和化学吸附都是放热的过程，以探针分子和催化剂为体系考虑时，总的能量是降低，因此吸附的逆过程：脱附则是一个能量升高的过程，需要外部供给一定的能量才能够实现，在TPD的测试中，这种能量就是以热能的形式供给，即通过电热炉加热使已吸附了探针分子的催化剂发生脱附。 2、TPD实验方法 基于以上原理，TOD实验主要包括以下主要步骤：催化剂表面净化（这一点在以TCD为检测器的时候尤为重要）、一定条件下探针分子的吸附、程序升温脱附，同时记录探针分子脱附与温度变化的曲线。 具体而言，首先催化剂需要在一定温度的条件下，使用惰性气体吹扫来除去表面物理吸附的H2O、CO2等杂质分子，而后继续在惰性气体吹扫下使温度变化到所需要的吸附温度，然后通入含有探针分子的气体，使催化剂表面达到吸附饱和，再通入惰性气体将管路和催化剂表面参与的一些探针分子除去，待检测器中基线稳定后，开始升温，同时记录探针分子脱附的情况。 3、TPD实验装置 根据实验所需的步骤，TPD装置需要如下部分： 其实这类装置配置分为四部分：1、气源；2、混气；3、反应；4、检测

固液界面的吸附

固液界面的吸附

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实验四 固液界面上的吸附 一．实验目的 １. 了解固体吸附剂在溶液中的吸附特点。 2. 做出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温线,求出Freu ｎd ｌic ｈ等温式中的经验常数。 ３. 通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附,验证弗伦特立希（Ｆreund ｌich)吸附等温式对此体系的适用性。 二、实验原理 (一)计算依据： 当一溶液与不溶性固体接触时,固体表面上溶液的成分常与体相溶液内部的不同,即在固-液界面发生了吸附作用。由于溶液中各组分被固体吸附的程度不同，吸附前后溶液各组分的浓度将发生变化，根据这种变化可计算出吸附量。 Γ=Ｖ(C 0－C)／m (1） 式中:m ——吸附剂的质量(g) Ｃ——吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度(1 -?L mol ) Ｃ０——被吸附物质的初始浓度(1 -?L mol ) V ——所用溶液的总体积(L ） 在 Ｖ 、C ０ 、m 已知的情况下,Γ和C 的关系如何呢? 活性炭是一种高分散的多孔性吸附剂，在一定温度下,它在中等浓度溶液中的吸附量 与溶质平衡浓度的关系，可用Freun ｄlich 吸附等温式表示:Γ＝n kC m x 1 = （2) 式中：m ——吸附剂的质量（g ） x ——吸附平衡时吸附质被吸附的量(mo ｌ） m x ——平衡吸附量(1-?g mol )

Ｃ——吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（1 -?L mol ） ｋ、n ——经验常数(与吸附剂、吸附质的性质和温度有关）。将式（２）取对数,得 k C n m x lg lg 1 lg += (3) 以m x lg 对c lg 作图，可得一条直线，直线的斜率等于n 1，截距等于k lg ，由此可求得n 和 ｋ。 （二)本实验操作原理: 本次实验是在活性炭—醋酸体系中，验证Freu ｎdl ｉｃh 吸附等温式的适用性，并求出经验常数n 和ｋ: Na ＯH+ＨAc ＝=ＮaAc+Ｈ2O 根据这个中和反应，计量滴定所用的NaOH 的量，可知ＨAc 的浓度c ，再根据 (1)式计算Γ值，即可作图。 三、仪器试剂 仪器:15０ｍl 磨口具塞锥型瓶６个，１50ml 锥型瓶６个,长颈漏斗6个，称量瓶1个,50ml 酸式、碱式滴定管各1支，5m ｌ移液管1支,10ml 移液管２支,25ｍl 移液管3支，电子天平1台,恒温振荡器1套,定性滤纸若干。 试剂:活性炭(2０～40目,比表面３00~4０0ｍ２ ／ｇ)，0.41-?L mol HAc 溶液,0.10０01 -?L mol ＮaOH 标准溶液，酚酞指示剂。 四、实验步骤 1． 打开恒温振荡器的开关,预热10分钟，调节温度为25℃。 2. 将6个干净的磨口具塞锥型瓶编号,并各称入1．0克活性炭。 ３． 用移液管按下表分别加入0．４1 -?L mol HA ｃ和蒸馏水,并立即盖上塞子，置于25℃恒温振荡器中,调节好速度，摇荡一小时。 ４． 从各号瓶中按下表所规定的平衡取样量V 取样,放入１~6标号的小锥形瓶中,各加入５滴酚酞指示剂，用N ａOH 标准溶液各滴定两次(滴至粉红色刚好不褪去)，碱量取平均值记入下表。 ５. 用过的活性炭回收于托盘中，清洗仪器,关闭电源,整理实验台。 五、数据记录及处理 1. 将实验数据记入表,计算吸附前各瓶中醋酸的初浓度Ｃ０和吸附平衡时的浓度C,并按(１）

固气界面吸附

固气界面吸附 吸附是指流体（气体或液体）与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面上形成单分子层或多分子层的过程。 固体表面的特点 和液体一样，固体表面上的原子或分子的力场也是不均匀的，所以固体表面也有表面张力和表面能。但由于固体分子或原子不能自由移动，因此它表现出以下的特点： 1固体表面分子（原子）移动困难固体表面不像液体那样易于收缩和变形，因此固体表面张力的直接测定比较困难。任何表面都有自发降低表面能的倾向，由于固体表面维于收缩，所以只能靠降低表面张力的方法来降低表面能，这也是固体表面能产生吸附作用的根本原因。 2固体的表面是不均匀的从原子水平上看，固体的表面是不规整的，存在多种位置，有附加原子，台阶附加原子，平台，平台空位，扭结原子等等。这些表面原子的差异，主要表现在它们的配位数的不同。这些不同类型的原子，它们的化学行为也不相同，吸附热和催化活性差异很大。另外，表面态能级分布是不均匀的，不同于均匀的体内电子态。 3固体表面层的组成不同于体相内部固体表面除在原子排队布及电子能级上与体相有明显不同外，其表面化学组成也往往与体相存在很大的差异。由多种元素组成的固体，由于具有趋势向于最小表面自由能及吸附质的作用，使某一元素的原子从体相向表层迁移，从而使它在表层中含量高于在体相的含量，这种现象称为表面偏析。它不仅与固体的种类及所暴露出的晶面有关，还受环境气氛的影响。 总之，固体表面结构和组成的变化，将直接影响到它的使用性能，吸附行为和催化作用等。 吸附等温线 当气体在固体的表面发生吸附时，固体叫做吸附剂，气体叫做吸附质。在发生气固吸附时，在一定的条件下（T，p），单位质量的固体在达到吸附平衡时，吸附气体的体积V（换算成标准状态下（STP）或物质的量称为吸附量q。 如q=V/m 实验表明，对于给定的系统（即一定的吸附剂与一定的吸附质），达到吸附平衡时的吸附量与温度和压力有关，即q=f(T,P) 在固定一个变量时，可以有三种吸附曲线，这三种吸附曲线是相互联系的，从一种吸附曲线可以得到另一种吸附曲线。三种吸附曲线各有用处，其中以吸附等温线被人们研究得最多。通过对吸附情况的实验测定，人们可以了解固体的许多性质，如表面积，孔径分布等。

固液界面的吸附

实验四固液界面上的吸附 1. 了解固体吸附剂在溶液中的吸附特点。 2. 做出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温线，求出Freundlich等温式中的经验常数。 3. 通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附，验证弗伦特立希（Freundlich ）吸附等温式对此体系的适用性。 二、实验原理 （一）计算依据： 当一溶液与不溶性固体接触时，固体表面上溶液的成分常与体相溶液内部的不同，即在固-液界面发生了吸附作用。由于溶液中各组分被固体吸附的程度不同，吸附前后溶液各组分的浓度将发生变化，根据这种变化可计算出吸附量。 r =V （C0-C）/m ⑴ 式中：m 吸附剂的质量（g） C――吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（mol I，） C0――被吸附物质的初始浓度（mol丄‘） V ――所用溶液的总体积（L） 在V、C O、m已知的情况下，r和C的关系如何呢？ 活性炭是一种高分散的多孔性吸附剂，在一定温度下，它在中等浓度溶液中的吸附量与 1 x — 溶质平衡浓度的关系，可用Freundlich吸附等温式表示：r = kC n m ⑵ 式中：m 吸附剂的质量（g） x ----- 吸附平衡时吸附质被吸附的量（mol） ---- 平衡吸附量（mol g '）

m C――吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（mol L^ ） k、n――经验常数（与吸附剂、吸附质的性质和温度有关）。将式（2）取对数，得 x 1 lg lg C lg k （3） m n x 1 以lg 对lg c作图，可得一条直线，直线的斜率等于，截距等于lgk，由此可求得n和m n k。 （二）本实验操作原理： 本次实验是在活性炭一醋酸体系中，验证Freundlich吸附等温式的适用性，并求出经验常数n 和k： NaOH+HAc==NaAc+H2O 根据这个中和反应，计量滴定所用的NaOH的量，可知HAc的浓度c,再根据（1）式计 算r值，即可作图。 三、仪器试剂 仪器：150ml磨口具塞锥型瓶6个，150ml锥型瓶6个，长颈漏斗6个，称量瓶1个，50ml 酸式、碱式滴定管各1支，5ml移液管1支，10ml移液管2支，25ml移液管3支，电子天平1台，恒温振荡器1套，定性滤纸若干。 试剂：活性炭（20?40目，比表面300?400m2/g） , 0.4 mol I* HAc溶液， 0.1000 mol L NaOH标准溶液，酚酞指示剂。 四、实验步骤 l. 打开恒温振荡器的开关，预热10分钟，调节温度为25 C。 2. 将6个干净的磨口具塞锥型瓶编号，并各称入 1.0克活性炭。 3. 用移液管按下表分别加入0.4mol L 4HAc和蒸馏水，并立即盖上塞子，置于25C恒温振 荡器中，调节好速度，摇荡一小时。 4. 从各号瓶中按下表所规定的平衡取样量V取样，放入1~6标号的小锥形瓶中，各加入5 滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液各滴定两次（滴至粉红色刚好不褪去），碱量取平均值记 入下表。 5. 用过的活性炭回收于托盘中，清洗仪器，关闭电源，整理实验台。

固液界面吸附实验报告

固液界面吸附实验报告 物理化学实验报告 姓名: 学号: 活性炭在醋酸水溶液中对醋酸的吸附 一、实验目的 1、了解固体吸附剂在溶液重点吸附特点。 2、通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附，验证弗劳因特立希(Freundlich)吸附等温式。 3、作出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温式，求等温式中的经验常数。二、实验原理 固液界面吸附分为分子吸附和离子吸附。分子吸附就是非电解质及弱电解质中的吸附;而离子吸附是指强电介质溶液中的吸附。通常，把被吸附的物质称为吸附质，把具有吸附作用的物质称为吸附剂。充当吸附剂的物质一般都是多孔性的，也就是具有较大的比表面吉布斯函数。本实验采用活性炭作为吸附剂，在一定温度下，根据弗劳因特立希(Freundlich)吸附等温式，研究活性炭在中等醋酸溶液中的吸附情况: 1xn,ke m x衡时，吸附质被吸附的物质的量(mol);为式中m为吸附剂的质量(g);为吸附平xm-1-1平衡吸附量(mol?g);c为吸附平衡时吸附质在溶液中的浓度(mol?L);k和n是与吸附质、吸附剂及温度有关的常数。 对上式两边取对数: x1lg,lgc，lgk mn

xlg以对作图，得到一条直线，根据直线斜率和截距，就可以求出n和k。lgcm 【实验试剂和仪器】 三、实验仪器试剂: 振荡器1台;磨口具塞锥形瓶6个;锥形瓶6个;长颈漏斗6个;电子天平1台(0.01)移液管1支(25mL);移液管2支(10mL);移液管1支(5mL);酸式滴定管1支;碱式滴定管1支; -1HAc溶-1NaOH粉末活性炭;0.4 mol?L液;0.1000 mol?L标准溶液;定性滤纸若干; 四、实验步骤 1 取6个干洁的具塞锥形瓶并编号，用电子天平准确称量2. 0g活性炭分别倒入锥形瓶。 -1HAc和然后按表1-1分别用酸式滴定管和碱式滴定管加入0.4mol?L蒸馏水，并立即用塞子盖上，置于25?恒温振荡器中振荡1小时。 2 滤去活性炭，用锥形瓶接收滤液。如果锥形瓶内有水，可用初滤液10mL分两次洗涤弃去。 3 按下表要求，从相应锥形瓶中用移液管取规定体积的样液，以酚酞作指示剂，用 -1的标准N0.1000 mol?LaOH滴定两次，碱量平均值记录在表中。 物理化学实验报告 五、实验数据及其结果 1、将实验数据记录在下表中。 2、计算吸附前醋酸的初始浓度和吸附平衡时的浓度。并根据下面公式计算平衡cc0 x吸附量: m

TPD基本原理及流程图示

NH3/CO2-TPD：基本原理及流程图示 程序升温（Temperature Programmed）技术是多相催化领域常用的一种表征手段，主要包括程序升温还原/氧化（Temperature Programmed Reduction/Oxidation， TPR/TPO），程序升温脱附（Temperature Programmed Desorption， TPD）和程序升温表面反应（Temperature Programmed Surface Reaction，TPSR）。所采取的基本实验方法是指在一定的氛围下，规律的改变环境温度，考察催化剂与各类探针分子的相互作用，从而得到所需要的信息。 将Temperature Programmed说成是程序变温实际更加妥当，然而在实际的实验操作中，程序降温过程并不容易实现，有文献在电热炉上加装风扇，通过调节风扇的转速来实现程序降温。 下面简单说一下NH3/CO2-TPD： 1、TPD理论基础 NH3/CO2-TPD是实验室中简单表征催化剂酸碱性最常用最方便的方法。其理论基础在于“吸附热”三个字，就吸附而言，根据探针分子和催化剂（吸附剂）作用方式的不同，可以分为物理吸附和化学吸附，物理吸附中探针分子至于催化剂发生简单的物理作用，相互作用力较弱；而化学吸附顾名思义，指探针分子和催化剂之间发生化学作用，生成作用力较强的化学键。一般而言，物理吸附和化学吸附都是放热的过程，以探针分子和催化剂为体系考虑时，总的能量是降低，因此吸附的逆过程：脱附则是一个能量升高的过程，需要外部供给一定的能量才能够实现，在TPD的测试中，这种能量就是以热能的形式供给，即通过电热炉加热使已吸附了探针分子的催化剂发生脱附。 2、TPD实验方法 基于以上原理，TOD实验主要包括以下主要步骤：催化剂表面净化（这一点在以TCD为检测器的时候尤为重要）、一定条件下探针分子的吸附、程序升温脱附，同时记录探针分子脱附与温度变化的曲线。 具体而言，首先催化剂需要在一定温度的条件下，使用惰性气体吹扫来除去表面物理吸附的H2O、CO2等杂质分子，而后继续在惰性气体吹扫下使温度变化到所需要的吸附温度，然后通入含有探针分子的气体，使催化剂表面达到吸附饱和，再通入惰性气体将管路和催化剂表面参与的一些探针分子除去，待检测器中基线稳定后，开始升温，同时记录探针分子脱附的情况。 3、TPD实验装置 根据实验所需的步骤，TPD装置需要如下部分： 其实这类装置配置分为四部分：1、气源；2、混气；3、反应；4、检测

氢气吸附原理

第一章前言 本装置是采用变压吸附（简称PSA）法从富氢气流中回收或提纯氢气。改变操作条件可生产出不同纯度的氢气，氢气纯度最高可达99.999%以上。 本装置采用气相吸附工艺，因此，原料气不应含有任何液体或固体。 本说明中涉及到的压力均为表压，组成浓度为摩尔百分数，流量除专门标注外均为标准状态下的流量。 第二章工艺说明 本装置为四塔二次均压工艺流程，它的关键部分由四个吸附塔（以下简称A、B、C、D塔）和十八个气动角座阀和二只梭阀组成。另外在原料气输入管路上配置一个原料气缓冲罐（以下简称为E），在产品气输出管路上配置一个氢缓冲罐（以下简称F），使产品气能稳定地输出。 一、工作原理和过程实施 本装置采用变压吸附（PSA）分离气体的工艺，其原理是利用所采用的吸附剂对不同吸附质的选择性吸附和吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而有差异的特性，在吸附剂选择吸附条件下，高压吸附除去原料中杂质组分，低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。整个操作过程是在环境温度下进行的。 吸附剂的再生是通过三个基本步骤来完成的： 1.吸附塔压力降至低压 首先是顺着吸附的方向进行降压（以下简称为顺向放压），接着是逆吸附的方向进行降压（以下简称为逆向放压）。顺向放压时，有一部分吸附剂仍处于吸附状态。逆向放压时，被吸附的部分杂质从吸附剂中解吸出来，并被排除出吸附

塔。 2.用产品气在低压下冲洗吸附剂，以清除尚残留于吸附剂中的杂质。 3.吸附塔升压到吸附压力，以准备再次分离原料气。 本装置采用四塔二次均压变压吸附过程，即每个吸附塔在一次循环中均需要经历吸附（A）、一次均压（1ED），顺向放压（PP），二次均压（2ED），逆向放压（D）、一次升压（2ER），二次升压（1ER），以及最终升压（FR）等九个步骤，四个吸附塔在执行程序的安排上相互错开，构成一个闭路循环，以保证原料连续输入和产品不断输出。 整个过程主要由十八只气动角座阀和二只梭阀来实现。 程控阀的功能说明如下：（见PSA-H2氢气提纯工艺流程图） 高选阀——A、B、C、D塔出料和二次均压高选阀 KV e，f——A、B塔产品输出，以C、D塔终充，对A、B塔均压，冲洗阀KV g，h——C、D塔产品输出，以A、B塔终充，对C、D塔均压，冲洗阀KV a，b，c，d——A、B、C、D塔进料阀 KV –e，-f——二次均压阀KVi，j，k，l—逆向放压，冲洗排放切换阀 KV m ——二均阀KV -m ——逆向排放阀 A、B、C、D——吸附塔E——原料气缓冲罐 F——氢缓冲罐 现以A塔为例对工作过程进行说明： 1.吸附（A） 原料气通过气动角座阀KV a进入A塔，A塔在工作压力下吸附流入原料

第五节 表面活性剂在固液界面上的吸附

第五节表面活性剂在固/液界面上的吸附 一、表面活性剂在固/液界面吸附的机理 在浓度不大的水溶液中，一般认为表面活性剂在固体表面的吸附是以单个表面活性剂的离子或分子进行的。吸附可能以下述一些方式进行。 (一)离子交换吸附 吸附于固体表面的反离子被同电性的表面活性剂的离子取代。 （二）离子对吸附 表面活性剂离子吸附于具有相反电荷的、未被离子所占据的固体表面位置上。 （三）氢键形成吸附 表面活性剂分子或离子与固体表面极性基团形成氢键而吸附。 (四)π电子极化吸附 吸附质分子中含有富于电子的芳香核时，与吸附剂表面的强正电性位置相互吸引而发生吸附。 （五）London引力（色散力）吸附

吸附作用随吸附质分子增大而增加，而且在任何场合皆发生。所有吸附类型中皆存在，可作为其它吸附的补充。此种吸附机理可以说明表面活性剂离子在离子交换吸附中取代同电性无机离子的原因。 （六）憎水作用吸附 表面活性剂亲油基在水介质中易于相互联结形成“憎水链”，具有逃离水的趋势，当浓度增大到一定程度时，有可能与吸附在表面的其它表面活性剂分子聚集而吸附，或以聚集状态吸附于表面。 二、表面活性剂溶液的吸附等温线 表面活性剂在固体表面上的吸附等温线有以下三种： （一）Langmuir 型吸附等温线 例如表面活性剂C 16H 33 N(CH 3 ) 3 Br在炭黑上的吸附，如图9-12。 平衡浓度/m mol/L 图9-12 C 16H 33 N（CH 3 ） 3 Br在炭黑上的吸附 可用Langmuir公式表示：（9-12）

式中，n 2S ——表面活性剂在固体表面吸附量；n m S ——表面单分子饱和吸附量； a ——常数；C ——表面活性剂溶液浓度。 将（9-12）式直线化得： （9-13） 或将（9-12）式变为： （9-14） 根据（9-13）式以1/n 2S 对1/C 作图，直线斜率=a/n m S ，截距=1/n m S ，可求得n m S 和a 值。同理根据（9-14）式以C/n 2S 对C 作图可求出n m S 和a 值。 （二）“台阶”型吸附等温线 例如表面活性剂在氧化铝表面上的吸附量呈台阶型吸附等温线，如图9-14。 平衡浓度/m mol/L 图9-13 表面活性剂在氧化铝上的吸附 （三）S 型吸附等温线 吸附等温线是由三部分组成如图9-14。第一区域：是十二烷基磺酸阴离子和用来调节离子强度的氯化钠的氯离子进行竞争吸附。产生吸附的地方是氧化铝粒子周围的双电层的扩散层部分。因此在这个区域中ζ电位的变化几乎看不出来。同时这种吸附只是离子交换，所以吸附等温线的斜率也近似等于1。

活性焦再生过程原理流程

活性焦再生过程原理流程 1.1工艺原理 活性焦脱硫是利用活性焦吸附烟气中的SO2，在烟道氧气、水蒸汽存在的条件下，氧化为硫酸而吸附在活性焦的孔隙内的烟气净化技术。 吸附SO2后的活性焦在加热的情况下，释放出浓度大于20%的SO2混合气体，活性焦恢复吸附性能，重新投入吸附塔循环使用。 活性焦再生过程中产生的高浓度SO2混合气体通过成熟的工艺技术可用于生产硫酸等含硫化工产品。 1.2工艺流程 烟气通过活性焦吸附脱硫装置被净化而排空。吸附SO2达到饱和的活性焦移动至解吸再生系统加热再生。再生中回收的高浓度SO2混合气体送入副产品转换设备。解吸过的活性焦经筛选后由脱硫剂输送系统送入吸附脱硫装置而再次进行吸附，活性焦得到循环利用，同时根据需要补充适量的新鲜活性焦。破损活性焦颗粒经输送系统进入锅炉燃烧，也可用于工业废水净化等。再生系统的加热方式可根据业主的具体情况来选择蒸汽、电、热风炉等方式。脱硫塔和再生塔是整个系统工艺的核心。

1.3模块化设计 根据活性焦脱硫技术的特点，脱硫装置采用模块化设计思想，使不同容量的锅炉脱硫时进行较为简单的模块组合，提高了工程效率。 2系统组成及布置 活性焦脱硫系统由活性焦吸附脱硫装置、解吸再生系统、脱硫剂输送系统和SO2气体加工系统组成。 活性焦脱硫系统安装于除尘器与烟囱之间。脱硫装置由吸附反应器、

再生反应器构成，根据实际情况以及业主要求可采用一体化布置或分体式布置。烟气从烟道进入脱硫装置净化以后，返回烟道排空。在装置进出口烟道和装置旁路烟道上设置了关闭挡板风门，通过控制挡板风门，可方便地投入或切除该装置。脱硫风机用于克服吸附反应器对烟气的阻力，整个脱硫装置与原有烟气并联布置，呈一个相对独立的脱硫岛。SO2气体加工处理根据情况可以相对独立布置。 3技术特点 ·环保性能优异的资源化干法脱硫技术，降低建设与运行费用； ·脱硫效率＞95%，同时具有良好除尘效果(除尘效率＞70%)，并能同时脱除汞、二恶英、氮氧化物等有害物质，真正实现污染物的集成净化。 ·脱硫过程基本不消耗水，无废水、废渣、废气等产生。 ·资源回收、副产品便于综合利用； ·脱硫后烟气温度高，不需要增加烟气再热系统； ·模块化设计、满足各种规模工程组合要求； ·工况适应性强，能适应锅炉负荷和煤种的变化； ·活性焦的主要制造原料为煤，来源广泛，可循环利用。 4产品应用 活性焦脱硫技术适用范围广、烟气处理量大，对被处理尾气中的SO2浓度适应范围宽，可用于各种低、中、高硫的煤种的燃煤锅炉以及化工、

第五章 固液界面

第五章固-液界面 要求：掌握Young 方程和接触角；了解粘附功和内聚能，Young-Dupre公式，接触角的测定方法，接触角的滞后现象，以及固体表面的润湿过程；理解固液界面的电性质，即扩散双电层理论，包括:Gouy-Chapman理论，Debye-Hukel 对Gouy-Chapman公式的近似处理，Stern对Gouy-Chapman和Debye-Hukel 理论的发展；理解动电现象，平面双电层之间的相互作用，球状颗粒之间的相互作用；掌握新相形成，即成核理论，以及促进成核的方法。 §5.1 Young方程和接触角 1、固体表面的润湿 固体被某种液体润湿或不能润湿，叫亲某种液体或疏（憎）某种液体，例如：亲水性（疏油性，疏气性）；亲油性（亲气性，疏水性）。 根据水对固体表面的亲、疏性大小，水滴在固体表面，会出现如图5-1所示三种情况。 三相接触周边：液滴在固体表面，会存在固液气三相接触线，将液滴在固体表面铺展平衡时的固液气三相接触线叫三相平衡接触周边。 σ和平衡接触角或接触角θ：三相平衡周边任意一点上的液气界面张力 lg σ之间的夹角，叫润湿接触角θ，如图5-2所示。 液固界面张力 ls

接触角θ可定量描述固体被液体润湿的大小，接触角越小，润湿性越好，接触角越大，润湿性越差。一般分下面三种情况： （1）θ< 90o 时：被润湿，润湿过程对外做功，有放热现象； （2）θ= 90o 时：中等，无现象； （3）θ> 90o 时: 不被润湿，外界对系统做功，有吸热现象。 3、Young 方程 如图5-2 所示，润湿周边任意一点上，当润湿达平衡时，其在水平方向上的受力合力应为零，则应有： 0cos lg =-+sg ls σθσσ θ σσσc o s lg +=ls sg （5-1） 上述方程即为Young 方程，它是研究固液润湿作用的基础方程。 §5.2 粘附功和内聚能 设有α，β两相，其相界面张力为αβσ，如图5-3所示，在外力作用下分离 为 独立的α，β两相，表面张力分别为βασσ，。在这一过程中，外界所作的功为a W ： αββασσσ-+=a W （5-2） a W 是将结合在一起的两相分离成独立的两相外界所作的功，叫粘附功。 若将均相物质分离成两部分，产生两个新界面，如图5-4所示，则上式中，

关于活性炭对有害气体的吸附原理及生产工艺流程

关于活性炭对有害气体的吸附原理及生产工艺流程 PF-E型有机废气活性炭吸附--催化燃烧脱附净化装置 一、简述 有机废气处理一般有催化燃烧法，活性炭吸附脱附法，直燃式等几种方法，当废气总浓度为1000g/m3以下，出口温度小于45℃，其性质属于低浓度废气。因此选择活性炭吸附——催化燃烧脱附较为合理。 本系列设备，系统设计完善，附属设备配套齐全，净化效率高，自动化程度高。在国内处于领先地位，它广泛用于石油、化工、橡胶、涂装、印刷等行业中，苯类废气以及其它有机废气均能净化。它能有效地净化环境、消除污染、改善劳动操作条件，确保工人身体健康，并能解决二次污染。 系统采用PLC可编程控制器对设备进行控制。系统设置了自动、软手动、硬手动三种控制方法。在设备安全运行方面设置了催化室的超温报警、吸附床超温报警、风机故障、风机欠压报警、阀门故障报警等功能。另外，当脱附停止工作时，可以延时风机运行时间（延时时间可设定），保证设备安全、可靠运行。基本做到控制自动化，操作简单化。 二、流程： 说明：吸咐工作间断时，进行再生脱附。 三、原理 活性炭吸附的实质是利用活性炭吸附的特性把低浓度大风量废气中的有机溶剂吸附到活性炭中并浓缩，经活性炭吸附净化后的气体直接排空，其实质是一个吸附浓缩的过程。并没有把有机溶剂处理掉。是一个物理过程。催化燃烧脱附的实质是利用催化燃烧的热空气加热活性炭中被吸附的有机溶剂，使之达到溶剂的沸点，使有机溶剂从活性炭中脱附出来，并且把这高浓度的废气引入到催化燃烧反应器中。在～250℃的催化起燃温度下，通过催化剂的作用进行氧化反应转化为无害的水和二气化碳排入大气。是一个化学反应过程。并非明火的燃烧，且能彻底解决脱附时的二次污染。 活性炭吸附—催化燃烧脱附是把以上两者的优点有效地结合起来。即先利用活性炭进行吸附浓缩，当活性炭吸附达到饱和时，利用电加热启动催化燃烧设备，并利用热空气局部加热活性炭吸附床，当催化燃烧反应床加热到～250℃，活性炭吸附床局部达到60～110℃时，从吸附床解吸出来的高浓度废气就可以在催化反应床中进行氧化反应。反应后的高温气体经换热器的换热，换热后的气体一部分回用送入活性炭吸附床进行脱附，另一部分排入大气。脱附出来的废气经换热器换热后温度迅速提高了。这样能使催化燃烧装置及脱附达到小功率或无功率运行。 四、型号、技术参数 序号项目\型号 PF-E-500 PF-E1000 PF-E-1500 1 活性炭吸附净化装置处理风量 5000m3/h 10000m3/h 15000m3/h 外形尺寸 2500×1500×1850 3000×2500×2900 4200×3000×3600 装机功率 0.75kw 0.75kw 1.1kw 2 催化燃烧脱附净化装置处理风量 1000m3/h 2000m3/h 3000m3/h 外形尺寸 1050×800×1730 1450×800×1980 1650×1350×2430 装机功率 27kw 39kw 49.5kw 3 吸附风机型号 4-68No4.5A 4-68No6.3C 4-68No6.5C25 功率 7.5kw 11kw 15kw 4 脱附风机型号 Y6-30No4.8C Y6-30No6.5C y5-48No5C 功率 3kw 5.5kw 7.5kw 5 空气加热器型号 1350×800×750 1750×800×800 1950×1350×1000 功率 18kw 24kw 27kw 6 蜂窝体活性碳装量 2.1M3 3.1M3 4.2M3 7 蜂窝体催化剂装量 0.1M3 0.2M3 0.3M3 8 吸入浓度＜1000mg/m3 9 吸入温度＜45℃ 25℃最佳

(完整word版)变压吸附技术的基本原理

变压吸附技术的基本原理 变压吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加(吸附组分)、减压下吸附量减少(解吸组分)的特性，将原料气在高压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点组分的氢不(组份在吸附剂上的吸附等温线)易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组分的分离，然后在减压下解吸被吸附的杂质组分使吸附剂获得再生，以于下一次再次进行吸附分离杂质. 这种高压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程. 在变压吸附过程中吸附床内吸附剂解吸是依靠降低杂质分压实现的，常用方法是： 1.降低吸附床压力(泄压), 2. 用产品组分冲洗, 3.由真空泵抽吸 图1-1 示意说明吸附床的吸附、解吸过程. 常压解吸(见图1-1,a) 升压过程(A-B): 经解吸再生后的吸附床处于过程的最低压P1、床内杂质吸留量为Q1(A点).在此条件下用产品组分升压到吸附压力P3，床内杂质吸留量Q 1不变(B点). 吸附过程(B-C): 在恒定的吸附压力下原料气不断进入吸附床，同时输出产品组分. 吸附床内杂质组分的吸留量逐步增加，当到达规定的吸留量Q3时(C 点)停止进入原料气，吸附终止. 此时吸附床内仍预留有一部分未吸附杂质的吸附剂(如吸附剂全部被吸附杂质，吸留量可为Q4，C’点) 顺放过程(C-D): 沿着进入原料气输出产品的方向降低压力，流出的气体仍为产品组分，用于别的吸附床升压或冲洗.在此过程中，随床内压力不断下降，吸附剂上的杂质被不断解吸，解吸的杂质又继续被未充分吸附杂质的吸附剂吸附，因此杂质并未离开吸附床，床内杂质吸留量Q3不变. 当吸附床降压到D点时，床内吸附剂全部被杂质占用，压力为P2 逆放过程(D-E): 开始逆着进入原料气输出产品的方向降低压力，直到变压吸附过程的最低压力P1(通常接近大气压力)，床内大部分吸留的杂质随气流排出器外，床内吸流量为Q2.

固液界面上发生的化学反应与化学吸附的区别

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 固液界面上发生的化学反应与化学吸附的区别 浮选过程中所发生的界面现象十分复杂，除了物理吸附、润湿现象、吸 附现象、电现象外，在矿粒表面及矿浆内部还发生各种化学吸附和化学反应。 如何区别化学反应与化学吸附呢？由于固体和液体间的化学反应先从矿粒表面 开始，所以可以认为，表面吸附是化学反应的前提，化学反应是化学吸附的继 续，但化学吸附与化学反应的作用力都是化学键。化学吸附在药剂浓度较低时 发生，而且吸附后不形成新的化合物，不破坏固相原来的晶格。而化学反应一 般在药剂浓度较高时才能发生，并往往破坏固相表面原来的晶格，产生晶格质 点重排的现象。如硫离子S2-在白铅矿表面发生的化学反应：界面界面PbCO3]PbCO3+S2-→PbCO3]PbS↓+CO22-内部表面内部表面（反应后）在白铅矿表面生成PbS 的薄膜，是由于S2-浓度和Pb2+浓度的乘积大于PbS 在 水中的溶度积之故。反应中，开始生成的PbS 的表面化合物极薄，后来白铅矿 表面附近晶格中的CO32-继续被S2-置换，逐渐形成有一定厚度的PbS 薄膜。 此时，白铅矿的晶格被破坏，产生了硫化铅的新晶格。当然，药剂在矿物表 面作用的形式很多，在不同条件下，有着不同的作用形式。例如，油酸与铁矿 物的作用，如果药剂的浓度低，当pH 值又有利于药剂解离成离子时，则发生 单个粒子吸附，否则发生分子吸附。药剂的浓度高时，发生半胶束吸附。由于 矿粒表面的不均匀性，在表面不同部位的残留键力也有较大差别。化学吸附一 般多在化学性质活泼的活性中心发生，因此，药剂在矿物表面上的吸附其分布 往往是不均匀的。药剂在矿粒表面的作用往往有不同称谓，例如黄药阴离子 在方铅矿表面吸附，可称为化学吸附，离子吸附或单层吸附，有时亦称为化学 反应。在有的情况下，只能发生化学吸附，而不能进行化学反应。例如，将 硫酸钡置于稀的月桂酸钠溶液中，由于月桂酸钡比硫酸钡更容易溶解，事实上