吸附分离技术
吸附分离技术
吸附分离技术概念吸附分离是一种由多组分流体(气体或液体)混合物与吸附剂固体表面充分接触，且混合物组分与吸附剂表面之间存在着不同的作用力，从而使作用力较强的组分在吸附剂表面吸附富集并与作用力较弱的组分产生分离的过程。
典型的吸附分离技术㈠变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）技术是通过压力的变化而使混合气体在吸附剂中吸附和脱附交替进行的循环过程；㈡变温吸附（Temperature Swing Adsorption，简称TSA）技术是通过温度的变化而使混合气体在吸附剂中吸附和脱附交替进行的循环过程；应用范围吸附分离技术是一种先进的气体分离技术，目前己广泛地应用于空气干燥和空气的氮/氧分离、氢气的回收和纯化、碳氢化合物的分离和纯化、合成氨的水煤气中CO2等杂质的脱除以及CO2和CO的纯化等工业过程(Sircar, 1994; Ruthven, Farooq&Knaebel, 1994)。
吸附分离工艺的特点1、对低分压、微量组分具有很高的分离效率，可轻松达到95～99.99%；2、纯物理分离过程，没有化学反应，吸附剂的吸附与再生过程可逆；3、分离过程无需消耗其它辅助原材料，可仅依靠电力实现分离过程；4、工艺过程简单，操作维护方便，可实现无人值守的全自动控制过程；5、工艺技术成熟，分离性能稳定，工业上有数万套吸附分离装置在线运行；6、随着吸附剂材料、流程工艺的研发进展以及装备技术水平的提升，吸附分离装置正朝着大型化、规模化发展，应用领域不断扩大；赣州川汇气体设备制造有限公司的变压吸附制氮装置以洁净的压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，利用变压吸附的原理在常温下来获取氮气的设备。
根据空气中氧、氮在碳分子筛表面的吸附量的差异及氧和氮在碳分子筛中的扩散速率不同，通过可编程序控制器控制程控阀的启闭，实现加压吸附、减压脱附的过程，完成氧、氮分离，得到所需纯度的氮气。
吸附分离技术
化学吸附
化学键力 有选择性 只能形成单分子吸附层 较大，相当于化学反应热，83.7418.7kj/mol 较慢，需要活化能 温度升高，吸附速度增加 化学键大时，吸附不可逆
2、常用的吸附剂
多孔型：活性炭、硅胶、 多孔型 活性炭、硅胶、 活性炭 硅藻土；大网格吸附剂： 硅藻土；大网格吸附剂： 有机高分子材料， 有机高分子材料，如聚苯 乙烯，聚酯。 乙烯，聚酯。
吸附分离技术
韩远龙 生物化工
主要内容
1、基本概念 2、常用的吸附剂 3、吸附平衡理论 4、吸附动力学与传质 5、吸附分离过程
1、基本概念
定义：吸附是利用吸附剂对液体 吸附是利用吸附剂对液体
或气体中某一组分具有选择性 或气体中某一组分具有选择性 吸附的能力，使其富集在吸附 吸附的能力，使其富集在吸附 剂表面，再用适当的洗脱剂将 其解吸达到分离纯化的过程。 具有吸附性的物质叫做吸附剂， 具有吸附性的物质叫做吸附剂， 被吸附的物质叫吸附质。 被吸附的物质叫吸附质。 吸附 剂
极性化合物如水、醇、醚、酮、酚、胺、吡啶等能与硅胶表 面的羟基生成氢键，吸附力很强。对极性高的分子如芳香烃 不饱和烃等的吸附能力次之。对饱和烃、环烷烃等只有色散 力的作用，吸附力最弱。 硅胶常作为干燥剂用于气体或液体的干燥脱水，也可用于分 离烷烃与烯烃、烷烃与芳烃，同时硅胶也是常用的色谱柱填 充材料。 但是，硅胶的表面的羟基，是硅胶的吸附活性中心。在 200℃以上羟基会脱去，所以硅胶的活化温度应低于200℃。
优点： 优点：
有机溶剂掺入少 操作简便，安全， 操作简便，安全，设备简单 pH变化小，适于稳定性差的物 变化小， 变化小 质
缺点： 缺点：
选择性差 收率低 无机吸附剂性能不稳定 不能连续操作， 不能连续操作，劳动强度大 碳粉等吸附剂有粉尘污染
吸附分离技术的应用与发展研究
吸附分离技术的应用与发展研究随着化工、生物工程、制药等行业的不断发展，对于分离纯化技术的需求也越来越高。
在这种情况下，吸附分离技术逐渐受到人们的关注。
本文将探讨吸附分离技术的应用和发展研究。
一. 吸附分离技术的定义吸附分离是一种将固体或液体分离物质从混合物中移除的技术，利用了吸附剂（比如选择性树脂、多孔材料等）对混合物中某些成分的吸附性能，使它们分离出来。
与蒸馏、萃取等分离技术相比，吸附分离技术具有高效、低成本、易操作和可持续性等优点。
二. 吸附分离技术的应用吸附分离技术已经在多个领域得到应用，下面将对其中几个常见的领域做简要介绍。
1. 生物制药吸附分离技术可以用于生物制药中的蛋白质分离和纯化。
由于蛋白质的稳定性和活性对于生物制药的质量至关重要，吸附剂的选择应该是具有特异性且不会对蛋白质造成损伤的。
例如，蛋白A亲和树脂可以用于人源性IgG的分离，钙离子亲和树脂则可以用于酪蛋白激酶的纯化。
2. 污水处理污水中有很多有害物质如重金属离子、有机物以及微生物等，污水处理的目的就是将这些物质从污水中去除。
吸附分离技术可以利用吸附剂吸附目标物质，例如以改性粘土为基质的吸附剂可以用于去除重金属离子，而活性炭则可以用于吸附有机物。
3. 食品加工吸附分离技术可以用于食品加工中去除污染物、调味品或者用于分离颜色分子。
例如，合成聚苯乙烯微球可以用于食品中铬离子的去除；木质素树脂则可以用于咖啡因的去除。
三. 吸附分离技术的发展研究随着技术的不断进步和吸附分离技术的应用领域不断扩展，吸附剂选择、吸附机理以及吸附过程优化等方面的研究也变得越来越重要。
1. 吸附剂的选择选择正确的吸附剂是实现高效分离的关键因素。
随着化学合成和材料科学的快速发展，新型吸附剂的不断涌现和吸附性能的不断提高，为吸附分离技术的应用提供了更多的选择。
2. 吸附机理吸附机理研究的目的是深入了解吸附剂选择的原理，并发掘新的吸附机理。
例如，分子动力学方法可以用于揭示吸附剂-物质分子间的相互作用，以及吸附过程的动力学。
吸附分离的应用
吸附分离的应用吸附分离技术是一种重要的分离纯化方法，广泛应用于药物、食品、化工等领域。
它通过吸附剂与物质之间的相互作用力，从混合物中分离出目标物质。
本文将着重介绍吸附分离技术的应用。
一、药物制剂中的应用吸附分离技术在药物制剂中的应用非常广泛。
比如，利用吸附剂对药物进行吸附分离，可以有效地去除杂质和毒性物质，提高药物的纯度和质量。
此外，吸附分离技术还可以用于药物的富集和提取，提高药物的产率和效益。
例如，在中药制剂中，通过吸附分离技术可以有效地提取有效成分，减少生产成本，提高生产效率。
二、食品加工中的应用吸附分离技术在食品加工中的应用也非常广泛。
比如，利用吸附剂对食品中的色素、香料、防腐剂等进行吸附分离，可以提高食品的纯度和质量，同时也可以去除有害物质，保证食品的安全性。
此外，吸附分离技术还可以用于食品的提取和富集，提高食品的营养价值和口感。
三、化工领域中的应用吸附分离技术在化工领域中的应用也非常广泛。
比如，利用吸附剂对化工废水中的有害物质进行吸附分离，可以净化废水，达到环保要求。
此外，吸附分离技术还可以用于化工产品的分离和纯化，提高产品的纯度和质量。
四、其他领域的应用除了上述领域外，吸附分离技术还有许多其他的应用。
比如，在环境监测中，吸附分离技术可以用于对空气、水、土壤等中的有害物质进行检测和分离；在生物医学领域中，吸附分离技术可以用于对蛋白质、细胞等生物大分子的分离和纯化。
吸附分离技术是一种非常重要的分离纯化方法，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和进步，吸附分离技术的应用范围也将越来越广泛，为各个领域的发展和进步提供了有力的支持和保障。
吸附分离技术简述
吸附分离技术简述现代用于混合溶剂的分离方法有：萃取分离、色谱分离、膜分离、离子交换分离和吸附分离。
其中，吸附分离是现代最常用的一种分离方法。
现主要围绕吸附分离做讨论。
吸附作用是指各种气体、蒸气以及溶液里的溶质被吸着在固体或液体物质表面上的作用。
吸附是一个非均相过程。
具有吸附性的物质叫做吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。
吸附作用实际是吸附剂对吸附质质点的吸引作用。
吸附剂所以具有吸附性质,是因为分布在表面的质点同内部的质点所处的情况不同。
内部的质点同周围各个方面的相邻的质点都有联系，因而它们之间的一切作用力都互相平衡，而表面上的质点，表面以上的作用力没有达到平衡而保留有自由的力场，借这种力场，物质的表面层就能够把同它接触的液体或气体的质点吸住。
一、物理吸附与化学吸附吸附作用可分为物理吸附和化学吸附。
物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起，此力也称作范德华力。
吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质，由于它是分子间的吸力所引起的吸附，所以结合力较弱，吸附热较小，吸附和解吸速度也都较快。
被吸附物质也较容易解吸出来，所以物理吸附是可逆的。
如：活性炭对许多气体的吸附，被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。
化学吸附则以类似于化学键力的相互吸引，其吸附热较大。
例如，许多催化剂对气体的吸附如：镍对氢气的吸附就属于这一类。
被吸附的气体往往需要在很高的温度下才能解脱，而且在性状上有变化。
所以化学吸附大都是不可逆过程。
同一物质，可能在低温下进行物理吸附而在高温下为化学吸附，或者两者同时进行。
吸附作用的大小跟吸附剂的性质和表面的大小、吸附质的性质和浓度的大小、温度的高低等密切相关。
如活性炭的表面积很大，吸附作用强；活性炭易吸附沸点高的气体，难吸附沸点低的气体。
二、脱附吸附的逆过程就是脱附，脱附就是吸附剂的再生。
现工艺上常用的脱附方法有：○1降低压力：使气相压力小于吸附剂表面的压力，那样吸附在吸附剂表面的气体就会因压差逸出吸附剂。
气体分离与纯化技术方法
气体分离与纯化技术方法随着工业化的进一步发展，气体分离与纯化技术成为了现代制造和生产过程中不可或缺的一部分。
它们广泛应用于石油化工、能源、环保等众多领域，并在提高工业产品的纯度、降低生产成本以及节能减排方面发挥着重要作用。
一、常见的气体分离方法1. 吸附分离技术吸附分离技术基于不同气体在固体吸附剂上的吸附特性进行分离。
常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。
吸附分离技术适用于气体混合物中组分之间吸附性能差异较大的情况，如氧气与氮气的分离。
2. 膜分离技术膜分离技术利用薄膜的选择性传质原理，将气体混合物通过具有特定孔径和渗透性的膜进行分离。
常用的膜分离方法有渗透膜法、气体扩散法和化学反应膜法等。
膜分离技术具有操作简便、节能环保等优点，在气体分离领域得到广泛应用。
3. 精馏分离技术精馏分离技术是通过气体混合物的沸点差异进行分离。
当两种或多种气体的沸点差异较大时，可通过不同的沸点从混合物中分离出目标气体。
精馏分离技术在液化天然气（LNG）的生产和高纯度气体的制备中起着至关重要的作用。
二、气体纯化的方法1. 吸附纯化技术吸附纯化技术通过吸附剂对气体中的杂质进行吸附，实现气体的纯化。
常见的吸附剂有活性炭、硅胶等。
吸附纯化技术广泛应用于煤气净化、空气净化、废气处理等领域。
2. 冷凝纯化技术冷凝纯化技术是利用气体中杂质的不同沸点进行分离。
通过低温冷凝，将气体中的杂质液化并分离出来。
冷凝纯化技术被广泛应用于制取高纯度气体，如液氧、液氮的制备过程中。
3. 催化纯化技术催化纯化技术是通过催化剂对气体中的杂质进行反应转化，实现气体的纯化。
常见的催化剂有铜、铁、铂等。
催化纯化技术被广泛应用于氢气纯化、氨气纯化等领域。
三、气体分离与纯化技术的发展趋势随着科学技术的不断进步，气体分离与纯化技术也在不断发展和创新。
目前，研究人员正致力于开发更高效、更环保的气体分离与纯化技术。
1. 新型膜材料的研发目前已经有了一些新型膜材料，如金属有机膜、多孔有机聚合物膜等。
柴油吸附分离技术
柴油吸附分离技术一、概述柴油吸附分离技术是一种将柴油中的杂质和污染物分离出来的技术。
该技术主要通过吸附剂将柴油中的杂质和污染物吸附在表面，从而达到分离的目的。
该技术具有高效、经济、环保等优点，被广泛应用于柴油净化领域。
二、工作原理1. 吸附剂选择吸附剂是实现柴油吸附分离技术的关键因素之一。
常见的吸附剂有活性炭、硅胶、氧化铝等。
选择合适的吸附剂需要考虑其孔径大小、表面性质、化学稳定性等因素。
2. 操作流程柴油吸附分离技术主要包括进料、预处理、吸附分离和再生四个步骤。
（1）进料：将需要净化的柴油送入设备中。
（2）预处理：对进入设备中的柴油进行预处理，如去除水分和固体颗粒等杂质。
（3）吸附分离：将经过预处理后的柴油与吸附剂接触，吸附剂将柴油中的杂质和污染物吸附在表面。
（4）再生：当吸附剂饱和时，需要进行再生。
再生的方法包括热解、蒸汽再生等。
三、应用领域柴油吸附分离技术被广泛应用于柴油净化领域。
其主要应用于柴油发动机、燃气轮机等燃烧设备的燃料净化，可以有效地去除柴油中的杂质和污染物，提高燃料质量，减少对设备的损害，延长设备使用寿命。
此外，该技术还可应用于工业废水处理、空气净化等领域。
例如，在工业废水处理中，可以利用吸附剂将废水中的有机物、重金属等污染物吸附在表面，从而达到净化的目的。
四、优点与局限性1. 优点：（1）高效：该技术能够有效地去除柴油中的杂质和污染物，提高燃料质量。
（2）经济：相比其他净化技术，柴油吸附分离技术具有较低的成本。
（3）环保：该技术可以减少柴油燃烧产生的污染物排放，对环境友好。
2. 局限性：（1）吸附剂选择：吸附剂的选择需要考虑多种因素，如孔径大小、表面性质、化学稳定性等，选择不当会影响净化效果。
（2）再生方法：吸附剂饱和后需要进行再生，但不同的再生方法对设备和环境的影响不同。
（3）操作复杂：柴油吸附分离技术需要进行预处理、吸附分离和再生等多个步骤，操作相对复杂。
五、发展趋势随着环保意识的提高和能源需求的增加，柴油吸附分离技术将得到更广泛的应用。
吸附分离技术讲解
2.5 吸附动力学
1. 吸附传质过程的三个阶段
第一阶段 是吸附质通过吸附剂颗粒周围的液膜到颗粒的 表面，称为外部传递过程或外扩散（膜扩散）。
第二阶段 是从吸附剂颗粒表面传向颗粒孔隙内部，称为 孔内部传递过程或内扩散。
第三阶段 为溶质在吸附剂内表面上发生吸附。
2.6 影响吸附的因素
吸附质的性质： 溶解度、极性等
另一类吸附过程是化学吸附，以化学键结合,一般为 不可逆过程，工业应用少，分析化学中有。
例:巯基棉吸附、黄原酯棉吸附
1、巯基棉吸附：
利用巯基乙酸与棉花纤维上的羟基的酯化反应， 将巯基接到纤维素大分子上。利用巯基与不同元素 离子的反应进行分离富集。
2、黄原酯棉
脱酯棉与氢氧化钠作用生成碱纤维，再与二硫化 碳进行酯化反应，把黄原酸基团固定在棉纤维上。 利用黄原酸基团的作用进行分离富集。
吸附等温线是描述吸附平衡行为的基本工具，可 用于比较吸附剂的基本吸附性能。由于吸附机理在很 大程度上决定了吸附等温线的形状，因而对吸附等温 线分类有助于诊断吸附过程。
曲线的形状反映吸附的难易，低浓度下曲线向 下弯，如I、II、IV的初始表示分子容易被吸附； 如不易被吸附则向上弯，如III、V。
浓度增大曲线往上斜，如IV，表示吸附由单分子 层开始向多分子层进行。
二、吸附的基本理论
2.1 吸附过程 固体吸附剂与流动相接触，流动相中的一种或多种
溶质向固体颗粒表面选择性传递，被吸附和积累于 固体吸附剂微孔表面的过程。 吸附分离原理大体可分为以下四种类型:
①表面选择性吸附:范德华力 ②分子筛效应:多孔固体中的微孔孔径均一，与 分子尺寸相当。尺寸小于孔径的分子可以进入而被 吸附,比孔径大的分子则被排斥在外。 ③通过微孔的扩散: 利用扩散速率的差别分离。 ④微孔中的凝聚: 多孔固体周围的可凝气体在 与其孔径对应的压力下在微孔中凝聚。 表面吸附是基本的,其它是伴随发生.
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槽式吸附操作适用于外扩散控制的吸附传质过 程。 使用搅拌使溶液呈湍流状态，颗粒外表面的膜 阻力较少。
用于液体的精制，如脱水、脱色和脱臭等。 吸附剂用量S确定: 物料平衡 吸附相平衡
L(c0 c) Sq
从上式可以看出： 分子极性越大，μ增大，作用力也越大；分子的支 链会导致r增大，不利于吸附。 偶极矩与分子对称性、取代基位置等结构因素有关。 吸附作用力还与热力学温度成反比。
范德华力-诱导力
设极性分子的永久偶极矩为μ1，非极性分子的极化度为α2。则它们 间诱导力的能量为：
U诱导
=
2 μ 1 α
6 γ 2
· · · · · N C·
• 当分子间距离减小时，
范德华力增大，但当分 子间距离非常接近时， 就明显地表现出斥力。 • 当距离大于OB时，吸引 力未表示出来。 • 当吸附表面和分子间的 距离减小时，其吸引力 的能量逐渐增加， • 当距离减至分子半径OA 时，达到最大值。 • 当距离再减小时，推斥 力急剧增加。
分类
• 1 Langmuir 等温线 (单分子层) • 2 Freundlich等温线(抗生素/类固醇/甾类激素) • 3 离子交换等温线 单价：在缓冲液中， Langmuir 模拟 多价：Freundlich 模拟 • 4 亲和吸附等温线：类似于Langmuir 表达
吸附平衡常用Langmuir方程(单分子层吸附 等温线方程式)来描述：
2、吸附机理
固体内部分子所受分子间的 作用力是对称的，而固体表 面分子所受力是不对称的。 向内的一面受内部分子的作 用力较大，而表面向外一面 所受的作用力较小，因而当 气体分子或溶液中溶质分子 在运动过程中碰到固体表面 时就会被吸引而停留在固体 表面上。
界面
吸附质在吸附剂多孔表面上被吸附的过程分 为下列三步：
由于吸附质与吸附剂的分子之间形成化学键而 引起的吸附称为化学吸附。发生化学吸附时，被吸 附的分子与吸附剂的表面分子之间发生了电子转移、 原子重排或化学键的破坏与生成。与物理吸附不同 的是，化学吸附具有选择性，只有当吸附剂与吸附 质的分子之间形成化学键时，才会发生化学吸附。
物理、化学吸附的比较
吸附性能
物理吸附
分子引力（范德华力）
没有选择性
化学吸附
化学键
有选择性
作用力
选择性
吸附层
吸附热 吸附速度 温度 可逆性
单分子或多分子吸附层
较小，⋖41.9kj/mol 快，几乎不要活化能 放热过程，低温有利于吸附 可逆，较易解析
只能形成单分子吸附层
较大，相当于化学反应热，83.7418.7kj/mol 较慢，需要活化能 温度升高，吸附速度增加 化学键大时，吸附不可逆
料液与吸附剂 混合 Step1
吸附质被吸 附 Step2
料液流 出 Step3
吸附质解吸 附 Step4
2、吸附法的特点：
① 常用于从稀溶液中将溶质分 离出来，由于受固体吸附剂 的限制，处理能力较小； 对溶质的作用较小，这一点 在蛋白质分离中特别重要； 可直接从发酵液中分离所需 的产物，成为发酵与分离的 耦合过程，从而可消除某些 产物对微生物的抑制作用； 溶质和吸附剂之间的相互作 用及吸附平衡关系通常是非 线性关系，故设计比较复杂 ，实验的工作量较大。
瞬时相对位移时，就产生快速变化的瞬时偶极矩。这种瞬时偶极矩还能使外围 非极性分子极化，反过来，被极化的分子又影响瞬时偶极矩的变化，这样产生
的引力叫色散力。
U色散 =
3 4
α hv
2
6 γ
0
式中 h为普朗克常数；v0为电子的震动频率
因为hv0约等于原子的电离能I(焦耳)，所以上式可写成：
α U色散 = γ
吸附 剂 吸附 质
应用：广泛应用于原料脱色、
脱臭，目标产物提取、浓缩 和粗分离
脱附：吸附的逆过程
• 吸附过程通常包括：待分离料液与吸附剂混和、 吸附质被吸附到吸附剂表面、料液流出、吸附 质解吸回收等四个过程。 • 吸附剂——能够吸附其他物质的多孔性固体。 • 吸附质——在吸附过程中，被吸附的物质。
1/ n
式中 n--大于1的常数
Freundlich等温线 单分子层
Langmuir 等温线 单分子层
Henry等温线 稀浓度
等温线 多分子层
Lgqe = 0.148Lgce + 1.3369
由图可求得k=6.76 , n=21.72
影响吸附过程的因素
• （1）吸附剂的特性（比表面积、粒度、极性大小、活化条 件） • （2）吸附物的性质（极性大小、分子量） • （3）吸附的条件 pH（对蛋白等两性物质在PI附近吸附量最大） 温度（对蛋白分子，一般认为T↑吸附量↑，考虑到稳定 性,通常在0℃or室温操作） 盐浓度（影响复杂，阻止or促进吸附） • （4）吸附物浓度与吸附剂用量（吸附物浓度↑，吸附量↑， 吸附法纯化蛋白时，要求浓度<1%,以增强选择性,吸附剂用 量↑，吸附物总量↑，但过量吸附剂导致成本↑，选择性↓）
• 吸附速率可用单位质量的吸附剂在单位时间内所
吸附的吸附质的量来表示。
• 在吸附过程中，若内扩散的传质速度很快，则传
质阻力主要集中于外扩散，吸附过程为外扩散控 制。 • 反之，若外扩散的传质速度很快，则传质阻力主 要集中于内扩散，吸附过程为内扩散控制。
3、吸附力的本质
吸附质和吸附剂之间的作用力－范德华力 • A 定向力 极性分子的永久偶极静电力 • B 诱导力 极性分子与非极性分子之间的 吸引力 • C 色散力 非极性分子之间的引力（瞬间 偶极）
偶极分子之间其诱导力为：
U诱导
2 2 μ 2 μ α 1 α = γ
1 + 2 6
极性分子和非极性分子之间的作用力
极性分子产生的电场作用会诱导非极性分子极化，产生诱导偶极矩，因 此两者之间互相吸引，产生吸附作用。
范德华力-色散力
非极性分子之间的引力属于色散力。
当分子由于外围电子运动及原子核在零点附近震动，正负电荷中心出现
优点：
② ③
有机溶剂掺入少 操作简便，安全，设备简单 pH变化小，适于稳定性差的物 从稀溶液分离溶质 吸附剂对溶质的作用小（蛋白质）
缺点：选择性差
收率低 无机吸附剂性能不稳定 不能连续操作，劳动强度大 碳粉等吸附剂有粉尘污染
④
3、常用的吸附剂
• 吸附剂通常应具备以下特征： – 表面积大、颗粒均匀、 – 对被分离的物质具有较强的吸附能力 – 有较高的吸附选择性 – 机械强度高 – 再生容易、性能稳定 – 价格低廉。
1、槽式搅拌吸附
吸附过程一般在带有搅拌器的吸附槽中进行。 1. 首先将原料液加入吸附槽，然后在搅拌状态下加 入吸附剂。 2. 在搅拌器的作用下，槽内液体呈强烈湍动状态， 而吸附质则悬浮于溶液中。 3. 当吸附过程接近吸附平衡时，通过过滤装置将吸 附剂从溶液中分离出来。 4. 接触过滤式吸附过程属间歇操作过程，常用于溶 质的吸附能力很强，且溶液的浓度很低的吸附过 程，以回收其中少量的溶解物质或除去某些杂质 等。
Q kp Q 1 kp
Q ——吸附量(mol/kg吸附剂) Q∞——溶质的最大吸附量(mol/kg吸附剂) k ——吸附平衡常数 p ——吸附质分压
二个假设： • 吸附活性中心间各 自独立 • 每一个吸附活性中 心只吸附一个分子
实际应用中, 用的最多的是Freundlich方程 式:
Q kp
吸引力
吸 引 力
合力
0
距离
B
A
推斥 力
推斥力
吸引力和推斥力
三、吸附等温线
吸附平衡
定义：一定条件下，流体（气体或液体）与吸附剂接触， 流体中的吸附质被吸附剂吸附，经足够长时间后，吸附质 在两相中的含量不再改变，即吸附质在流体和吸附剂上的 分配达到一种动态平衡，称为吸附平衡。
• 如果不考虑溶剂的吸附，当固体吸附剂与溶液中 的溶质达到平衡时，其吸附量m应与溶液中溶质 的浓度和温度有关 • 当温度一定时，吸附量只和浓度有关，Q=f（c）， 这个函数关系称为吸附等温线 • 吸附等温线表示平衡吸附量
分子引力/范德华力的 U诱导 + U色散
范德华力-定向力
U定向 = 3 kT γ
2 μμ 6
2 1 2 2
式中：μ1为吸附剂功能基偶极矩；μ2为吸附质分子偶极矩； r为两偶 极子中心之间的距离；κ为波尔兹曼常数；Τ为热力学温度。
极性分子之间产生的作用力
偶极距：分子的电荷重心与正负电荷中心距离的乘积
3I 6 4
2
上述各力的数值大小，对于各种物质是不一样的，取
决于吸附物的性质。分子极性越大，定向力越大。
在通常距离上(十分之几个纳米)，上述分子间相互作 用力的能量约为几千J mol—1。要比化学价力的能量小得多。
• 在分子间相互作用的总能量中，各种力所占的相对比例 是不同的。主要取决于分子的两个性质，即它的极性和 极化度。极性越大，定向力作用越大；极化度越大，色 散力的作用越大。诱导力是次级效应 • 范德华力中的色散力是普遍的一种力
复使用和流体阻力较小等优点)
二、吸附法的分类及原理
1、吸附法的分类 2、吸附机理 3、吸附力的本质
1、吸附法的分类
根据吸附剂与吸附质之间相互作用力的不同， 吸附可分为物理吸附和化学吸附两种类型。 当由于吸附质与吸附剂的分子之间存在分子间 力即范德华力而发生的吸附称为物理吸附，又称为 范德华吸附。 因为分子间引力普遍存在于吸附剂与吸附质之 间，故一种吸附剂可以吸附多种吸附质，不具有选 择性。但吸附剂与吸附质的种类不同，分子间引力 大小各异，因此吸附量可能相差悬殊。
• 常用的吸附剂有极性的和非极性的两种。 羟基磷灰石、硅胶、氧化铝等属前者，活性炭属后者。 人工合成的如大网格吸附剂、分子筛等两种都有。但大 多属非极性的。