吸附分离技术1..
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。
吸附分离技术的研究与应用
吸附分离技术的研究与应用一、吸附分离技术的概述吸附分离技术是一种利用材料表面上的吸附作用，将混合物中的目标物质吸附到固体材料表面上并实现分离的方法。
这种技术在化学、生物和环境等领域广泛应用。
吸附分离技术可以不仅仅用于分离单一物质，还可以用于分离混合物中的多种目标物质。
吸附分离技术的研究和应用已经成为化学、生物和环境领域的研究热点之一。
二、吸附分离技术的分类1.磁性吸附：利用磁性材料的磁性吸附特性，将目标物吸附在磁性材料表面上。
2.离子交换吸附：利用强酸性或强碱性树脂的离子交换作用，将目标离子从溶液中吸附到固体材料上。
3.表面吸附：利用固体材料表面的化学作用力和几何结构，将目标物沉积在表面上，实现分离。
4.凝胶吸附:利用凝胶材料的多孔结构和化学亲和力，将目标物分子吸附在凝胶内部而实现分离。
三、吸附分离技术的研究1.材料的选择：在吸附分离中，材料的选择是非常重要的。
大多数吸附剂的表面有强大的识别能力，他们可以对目标物质进行特异性的吸附和分离。
成分复杂的混合物分离时，要根据混合物中的目标物质的性质，选择最合适的材料和实验条件进行实验。
2.吸附机理的研究：吸附分离技术，特别是表面吸附和凝胶吸附，是靠分子间的相互作用力将目标物质吸附在固体材料表面上的。
因此，吸附分离技术的机理研究对于分离效果和吸附剂的组成设计具有重要意义。
通过吸附热及其分析，对吸附剂表面钳合、分子筛效应和电荷作用力等效应进行分析，可以了解吸附剂表面作用原理，为吸附剂的设计和优化提供理论基础。
3.吸附条件的优化：吸附条件的合理选择对于吸附分离技术的分离效果也具有重要意义。
吸附条件可以包括温度、pH值、混合物浓度、吸附时间等多个参数。
各个因素之间的相互作用和配合关系，对于吸附效果都有一定的影响。
因此，对于吸附分离技术的较为理性的优化，对于不同的混合物和特定的吸附剂，是必要的。
四、吸附分离技术的应用1. 生物制药领域：吸附分离技术可以对抗生素、激素和细胞因子等蛋白质进行纯化，糖类、核酸等生物大分子的纯化。
吸附分离技术
吸附性能 物理吸附 作用力 选择性 吸附层 吸附热 吸附速度 稳定性 温度的影响 分子引力 一般没选择 多层吸附
较小，一般在41.9 kJ/mol以内
吸附类型 化学吸附 化学键 有选择 单层吸附
较大，一般在83.7～418.7KJ/mol以内
快 不稳定，易解吸 温度升高，吸附量降低
较慢 较稳定，不易解吸 温度升高，吸附速度增加
(1) 硅胶
硅胶有天然的，也有人工合 成的。天然的多孔SiO2通常 称为硅藻土，人工合成的称 为硅胶，用水玻璃制取。
(2) 活性氧化铝
活性氧化铝：活性氧化铝对水 有较强的亲合力，因此工业上 常将其用作气（液）体的干燥 剂。而它的再生温度又比分子 筛低得多。可用活性氧化铝干 燥的部分工业气体包括：Ar、 He、H2、氟利昂、氟氯烷等。 另外，活性氧化铝还可用作催 化剂载体。
吸附过程: ①变温吸附：通常在环境温度吸附，加热条件下解 吸，利用温度的变化实现吸附和解吸再生循环操作。 常用于从气体或液体中分离少量杂质。 ②变压吸附：在较高组分分压的条件下选择性吸附 气体混合物中的某些组分，然后降低压力或抽真空 使吸附剂解吸，利用压力的变化完成循环操作。— 般用于气体混合物的主体分离。 ③变浓度吸附：液体混合物中的某些组分在环境条 件下选择性地吸附，然后用少量强吸附性液体解吸 再生。用于液体混合物的主体分离。
有极性最 强的极性 基团，如 吡啶基、 氨基等
（2）树脂吸附剂的特点
适用范围宽，废水中有机物浓度从几个到几万mg/L、从 极性有机物到非极性有机物均可用此法进行处理； 吸附效率高，脱附再生容易； 树脂性能稳定，使用寿命长，每年材料损耗大约为5%； 工艺简单、操作简便，设备占地面积小，不需高温高压； 固液容易分离，在水体中不会引入新的污染物；
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。
吸附分离技术[1]
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吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一 组分具有选择性吸附的能力，使其富集 组分具有选择性吸附的能力， 在吸附剂表面的过程。 在吸附剂表面的过程。 吸附过程通常包括以下四个过程。 吸附过程通常包括以下四个过程。
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
正负电荷间静电引力引起 吸附剂表面带电点 离子置换
四、常用吸附剂的种类
（一）常用吸附剂的主要特性 吸附剂通常应具备以下特征： 吸附剂通常应具备以下特征： 1.对被分离的物质具有较强的吸附 1.对被分离的物质具有较强的吸附 能力 2.有较高的吸附选择性 2.有较高的吸附选择性 3.机械强度高 3.机械强度高 4.再生容易、性能稳定 4.再生容易 再生容易、 5.价格低廉。 5.价格低廉
常见的吸附类型及其主要特点
物理吸附 吸附作用力 选择性 所需活化能 吸附层 达到平衡所需时 间 分子间引力 较差 低 单层或多层 快 化学吸附 化学键合力 较高 高 单层 慢
3.交换吸附:溶质的离子由于静电引 3.交换吸附 交换吸附: 力作用聚集在吸附剂表面的带电点 上，并置换出原先固定在这些带电 点上的其他离子而引起的 而引起的。 点上的其他离子而引起的。 特点： 特点：
(二)吸附剂的种类 根据吸附剂表面的选择性， 根据吸附剂表面的选择性，吸附剂可 以粗略分为：
1.亲水型吸附剂 亲水型吸附剂 2.疏水型吸附剂 疏水型吸附剂 3.介于两者之间的吸附剂 介于两者之间的吸附剂
工业上常用的几种吸附剂
1.活性炭：木炭、骨碳 活性炭：木炭、 活性炭 2.分子筛 分子筛 3.活性氧化铝 活性氧化铝 4.活性土：漂白土、酸性白土、硅胶 活性土：漂白土、酸性白土、 5.合成树脂:大孔吸附树脂 合成树脂: 合成树脂
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。
吸附分离技术
教学目标和要求：通过教学，了解吸附分离的概念、原理、影响因素，理解各种吸附剂的吸附原理和选择依据。
了解离子交换树脂的结构、分类、性能和应用，多糖离子交换剂的类型、特点；掌握离子交换的分离原理、操作方法。
第五章吸附分离技术一、吸附分离技术概论1.吸附：是指物质从气体或液体浓缩到固体表面从而达到分离的过程。
2.吸附的机理3.吸附技术的应用（1 ）在食品的应用a •工业糖液的脱色、脱臭；b •制氮用于果蔬的储藏：是当前世界上一项先进技术。
原理是果蔬在高氮低氧环境下，呼吸作用被抑制，新陈代谢减缓从而大大延缓腐烂过程。
可使果蔬保持原有营养成分，接近采摘的新鲜状态。
蒜苗储存3个月出库时仍新鲜饱满，无萎烂现象。
胚还可用于酿造啤酒时的密封及压送啤酒。
与先用的CO比，因在啤酒中溶解度小而可提高啤酒质量。
（2）在空气净化上的应用a.空气干燥：空气中通常含有一定水分，而这种水分在很多场合是有害的，必须被除去。
吸附法是除去空气中水分最常用的方法之一。
硅胶和活性氧化铝是通用的干燥剂。
b .脱除无机污染物：工业生产中产生大量的CQ SO和NQ等酸性有害气体，它们会引起温室效应、酸雨等现彖，破坏地球和人们的生活环境。
随着工业化发展，这些气体的危害程度越来越大，因此人们在致力于开发各种方法来治理这些有害气体。
其中吸附分离的方法是有效的治理方法之-o活性炭一SO;分子筛、硅胶、活性炭一N0x＞通入热空气（空气与蒸汽的混合物）可回收。
c •天然气：为了使天然气能够达到客输标准，必须将其屮的水分含量降低至一定水平。
d .化学工业：制氧、制氮提纯CO CQ （重要化工原料）等。
*C0用于拨基合成醋酸、醋肝、甲酸等的生产，也用于电子工业。
CO是一种用途十分广泛的需求量很大的重要化工产品。
约40%用作生产尿素、甲醇、水杨酸等化工产品的原料，35%用于提高石油采收率，10%用于制冷，5%用于碳酸饮料碳酸化，其它占10% （超临界流体萃取）。
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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吸附树脂就是树 脂吸附剂，是利 用树脂能发生吸 附－解吸作用， 以达到物质的分 离、净化目的的 一类可以反复使 用的树脂。
（1）吸附树脂的分类
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ吸附树脂
非极性吸附树脂
中极性吸附树脂
极性吸附树脂
强极性吸附树脂
电荷均匀分 布，不带任 何功能基
含有酯基 一类的极 性基团
具有酰胺、亚砜、 腈等基团，这些 基团的极性大于 酯基
(2) 炭化树脂
由C、H等元素组成的聚合物，经过直接或间 接热处理得到的碳质吸附剂。
CHA-111树脂的外表面
MCH-111树脂的外表面
ND-900树脂的外表面
(3) 活性炭纤维(ACF)
根据生产中前驱体的不同，目前实现工业 化生产的活性炭纤维产品主要分为粘胶基 ACF、酚醛基ACF、聚丙稀腈基ACF(PANACF)、沥青基ACF(pitch-ACF)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。
(1) 硅胶
硅胶有天然的，也有人工合 成的。天然的多孔SiO2通常 称为硅藻土，人工合成的称 为硅胶，用水玻璃制取。
活性氧化铝：活性氧化铝 对水有较强的亲合力，因 此工业上常将其用作气 （液）体的干燥剂。而它 的再生温度又比分子筛低 得多。可用活性氧化铝干 燥的部分工业气体包括： Ar、He、H2、氟利昂、氟 氯烷等。另外，活性氧化 铝还可用作催化剂载体。
2.6 影响吸附的因素
吸附质的性质： 溶解度、极性等 吸附操作条件：
吸附剂
温度、pH、流速等
吸附质
相互作用 (如溶解) 溶剂/水
三、 吸附工艺
间歇吸附 固定床吸附 移动床吸附 流动床吸附 连续式吸附与脱附设备
3.1 间歇吸附
间歇吸附反应池有两种类型；一种是搅拌池型，即是在整
个池内进行快速搅拌，使吸附剂与原水充分混合；另一种是
吸附性能 物理吸附 作用力 选择性 吸附层 吸附热 吸附速度 稳定性 温度的影响 分子引力 一般没选择 多层吸附
较小，一般在41.9 kJ/mol以内
吸附类型 化学吸附 化学键 有选择 单层吸附
较大，一般在83.7～418.7KJ/mol以内
快 不稳定，易解吸 温度升高，吸附量降低
较慢 较稳定，不易解吸 温度升高，吸附速度增加
吸附分离材料
按吸附机理分类
物理吸附
可再生高分子试剂和催化剂 非极性吸附剂 中极性吸附剂 极性吸附剂 免疫吸附剂 仿生吸附剂
亲和吸附
球型树脂（大孔、凝胶、大网） 按形态和孔结构分类 离子交换纤维与吸附性纤维 无定型颗粒吸附剂
1、无机吸附剂
具有一定晶体结构的无机化合物，最典型的天然 无机吸附剂为沸石类（Zeolite),包括方沸石、菱沸 石、丝光沸石、交沸石、钠沸石等。其它天然的硅铝 酸盐如蒙脱土、绿砂以及长石类矿物（正长石、钠长 石、灰长石、钙长石）也可作为无机吸附剂使用。 人工合成的无机吸附剂有合成沸石、分子筛、活 性氧化铝、硅胶、磷酸锆等。
泥渣接触型，池型与操作和循环澄清池相同。当用于废水深
度处理时，泥渣接触型的吸附量比搅拌池型增加30%。 为防止粉状吸附剂随处理水流失，固液分离时常加高分子 絮凝剂。
3.2 固定床吸附
在废水处理中常用固定床吸附装置。其构造与 快滤池大致相同。吸附剂填充在装置内，吸附 时固定不动，水流穿过吸附剂层。 固定床可分为单床和多床系统。多床又有并联 与串联两种，前者适于大规模处理，出水要求 较低，后者适于处理流量较小，出水要求较高 的场合。
2.2
吸附等温线
在固体对气体的吸附中，吸附量是温度和压力 的函数；在固体对液体的吸附中则为温度和溶液 中吸附质浓度的函数。 固定温度下，吸附量与浓度的关系为等温吸 附，通常用吸附等温线来描述所研究体系达到平 衡时吸附量与溶液中吸附质浓度的关系。 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。
1.1 吸附的定义
1.2 吸附的分类
物理吸附（范德华引力、偶极-偶极作用、氢键） 化学吸附（通过形成化学键的吸附 离子键、配位 键（螯合树脂）、易裂解的共价键(高分子催化剂)） 亲和吸附（对目标物呈现专一性或高选择性。这种
吸附专一性或分子识别性能，来源于氢键、范德华引
力、偶极-偶极作用等多种键力的空间协同作用）
吸附热△H (Enthalpy)的大小直接反应了吸附剂 与吸附质分子之间的作用力的性质。
1. 熵增加（ △S>0）对吸附推动力的解释
在化学中，可以把熵看作体系的混乱度，任何作 用的进行都要求混乱度的增加。有机物不完全溶解于 水，在水中可以说是熵的减少，在遇到吸附树脂时， 由于树脂对有机物分子结合力较大，有机分子就冲破 水分子的包围，体系的混乱性增大，也就是熵增加。 吸附作用能自动进行，而熵的增加成为吸附进行的推 动力。 当有机物分子量增大，在水中溶解度减小时，熵 的增加就越大，也就越容易被树脂吸附。如果有机物 完全溶解于水里，遇到吸附树脂时也没有熵的增加， 吸附就不能进行。
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.
物理吸附和化学吸附之间的区分并没有严格的界限。 在实际的吸附过程中，上述几类吸附往往同时存在。 物理吸附和化学吸附在一定条件下也是可以互相转化 的。同一物质，可能在较低温度下进行物理吸附，而 在较高温度下往往又是化学吸附。
1.3 常用吸附剂
无机吸附剂 按化学结构分类 高分子吸附剂 炭质吸附剂 离子交换剂 化学吸附 螯合剂 阳离子交换剂 阴离子交换剂 两性离子交换剂
(1) 活性炭
与其它吸附剂相比，活性炭具有巨大的比表面积， 通常可达500-1700m2/g，因而形成强大的吸 附能力。微孔的容积约为 0.15-0.9mL/g，比表 面积占活性炭总比表面积的95%以上。过渡孔 的容积通常为0.02-0.1mL/g，比表面积一般不 超过总比表面积的5%；大孔的容积为0.20.5mL/g。 在气相吸附中，吸附容量在很大程度上决定于微 孔，而在液相吸附中，过渡孔则起主要作用。
有极性最 强的极性 基团，如 吡啶基、 氨基等
（2）树脂吸附剂的特点
适用范围宽，废水中有机物浓度从几个到几万mg/L、从 极性有机物到非极性有机物均可用此法进行处理； 吸附效率高，脱附再生容易； 树脂性能稳定，使用寿命长，每年材料损耗大约为5%； 工艺简单、操作简便，设备占地面积小，不需高温高压； 固液容易分离，在水体中不会引入新的污染物；
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。
2.3 吸附的热力学参数
树脂吸附有机物的熵变△S（Entropy）、自由能 变△G( Free energy) 可作为吸附的推动力来说 明吸附是否自动发生。 若△G吸附 =△G（溶质-树脂）-△G（溶质-溶剂） <0，吸 附能够自发进行。
2、炭质吸附剂
炭质吸附剂 包括活性炭、活性炭纤维以及炭化树脂。其 中活性炭为微晶类碳系，微晶尺寸1-3nm。活性炭的整 体外观为无定形颗粒。 活性炭是一种非极性吸附剂，是由含碳为主的物质作原 料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。其外观为 暗黑色，有粒状和粉状两种。活性炭主要成分除碳以外， 还有少量的氧、氢、硫等元素，以及含有水分、灰分。 它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、 强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。
吸附过程: ①变温吸附：通常在环境温度吸附，加热条件下解 吸，利用温度的变化实现吸附和解吸再生循环操作。 常用于从气体或液体中分离少量杂质。 ②变压吸附：在较高组分分压的条件下选择性吸附 气体混合物中的某些组分，然后降低压力或抽真空 使吸附剂解吸，利用压力的变化完成循环操作。— 般用于气体混合物的主体分离。 ③变浓度吸附：液体混合物中的某些组分在环境条 件下选择性地吸附，然后用少量强吸附性液体解吸 再生。用于液体混合物的主体分离。
吸附是一种表面现象，是指固体表面的分子或原子因受力不 均衡而具有剩余的表面能，当某些物质碰撞固体表面时，受 到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上，被吸附分子在 吸附剂表面浓度高于溶液本体相中浓度。具有一定吸附能力 的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。
吸附剂 相互作用 (如溶解) 吸附质 溶剂/水
对三废的适应性强，吸附材料耐酸、耐碱、耐有机溶剂、 耐氧化，对微生物污染和放射性也有一定的耐受能力；
在治理废水的同时，富集回收了废水中的有用物质，实现 了废物资源化。
1.4 吸附剂的性能要求
大的比表面积和合适的孔径 较高的强度和耐磨性
颗粒大小均匀
具有一定的吸附分离能力
具有一定的商业规模及合理的价格
2.4 吸附作用力
1. 2. 3. 4. 氢键力 定向力 诱导力 色散力