摘要:环保问题日益严重,主要是大气污染和水污染;污水排放,饮用水水质,越来越受到大家的关注。椰壳活性炭对大气和饮用水的吸附也越来越得广泛应用.....
河南东科水处理材料有限公司致力于研发、生产的椰壳活性炭在吸附方面具有较佳的吸附能力,如您有采购及活性炭的问题,可咨询我们,我们的电话:13071056999联系人:张经理下面我们再介绍一下椰壳活性炭在吸附过程中产生的吸附原理。
一定条件下的吸附平衡关系是吸附分离过程计算的基础,吸附容量大小是评选吸附剂的依据之一。描述吸附平衡的模型很多。包括:从单组分刚性球形气体分子出发,不考虑分子间作用力的表面吸附模型,从宏观平衡热力学出发的 Gibbs等温吸附方程, Langmuir方程BET多分子层吸附模型,吸附空间的位势理论模型,以及多组分吸附平衡方程等。
对非刚性或非球形分子的吸附,考虑到各分子间的作用力的吸附扩散,则可从lennard-jones位势模型等求取扩散系数。
非均一体系中因分子、原子或离子之间的作用力大小的差异,各粒子和固体壁表面碰撞制是复杂的,从分子统计热力学的角度,可取体系的微观状态的统计平均,用分析方法得到这些微观状态和宏观状态(平衡统计热力学和宏观热力学参量)之间的关系。如采用正则系综,在温度一定,假设被吸附分子和固体表面吸附点之间的互相作用力较强,被吸附分在吸附晶体表面上不能自由移动,形成单分子层吸附(定域吸附),从而推导出 Langmuir吸附等温方程,反之吸附层是可移动的(非定域吸附),不论用正则系综或巨正则系综法都不能得出非均一体系中粒子的形状各异,最简单的是球形,还有长链形(如长链的烷烃)、团簇等形状的粒子,球形又分刚性(碰撞时不变形)或软性。各种粒子的互相碰撞移动扩散,吸附质粒子向固体壁表面冲击,停留瞬间后弹回,形成蛙跃移动,经数次弹跳直至空白的活性点才能停留下来,蛙跃可以向前或向后转动。因而粒子停留量(吸附量)除和表面活性点数量(覆盖率)有关外,还随固体表面性状、晶格大小、粒子的结构性质以及动能或温度的不同而异。当粒子具有一定的活化能时,可在表面形成化学键甚至发生化学反应。气体或液体吸附于固体表面的作用力一般可分为两类。一类是由范德华力引起的分子之间的互相作用力;一类是化学键力,包括固体和气体之间电子的转移。这两类作用力不能截然分开,需看哪种作用力为主。物理吸附以范德华分子相互作用力为主。化学吸附以异极或同极力引起分子在表面作用为主,同时产生电子转移或使吸附的分子解离成原子和游离基。一般辨别物理吸附和化学吸附的基本点有如下几点:
①物理吸附的吸附热与组分的液化热为同一数量级,其吸附热较低,一般高于1kJ/(g·mol),但至多不超过几十kJ/(g·mol)。化学吸附的吸附热与化学反应热的数量级相当,其吸附热远比物理吸附的高,一般都在几百kJ/(gmol),大于组分汽化潜热的2~3倍。吸附热的大小是区别物理吸附和化学吸附的标志之一,但因吸附热随吸附剂表面遮盖率的大小不同而异,故此两种吸附热的大小需在相同的遮盖率(吸附量)下进行比较
②任何气-固体系的物理吸附,都需在相应的温度和压力条件下进行,其物理吸附类似于气体的凝聚现象,没有电子转移,不需活化能(即使要也很小)。化学吸附为气体吸附质在表面形成与原子分子结构不同的中间络合物,在表面形成化学键产生化学反应,虽然活化得很慢,但需要一定的活化能。随着温度的升高物理吸附量下降,化学吸附则出现峰值。
③物理吸附可以是多层吸附,吸附速率很快,是可逆的。提高温度或降低吸附质的分压,吸附质分子就可脱附解吸。化学吸附仅是单层吸附,具有一定的选择性,是不可逆的,吸附速率较慢,吸附质分子解吸脱附较困难。
④物理吸附形成可移动的单分子或多分子层,被吸附组分的分子不解离,在较低温度下以物理吸附为主。化学吸附仅为单分子层吸附,在某些情况下,于化学吸附的单分子层上,再形成物理吸附,可以解离。在相当宽的温度范围内都可以发生化学吸附吸附分离过程选用的吸附剂,其吸附平衡应以物理吸附为主,便于吸附剂解吸再生。在气固或液一固两相的等温吸附平衡中,当两相在一定的温度下充分接触或充分混合时,吸附质在两相中经过长时间的接触达到的平衡是静态的热力学平衡,为最大的吸附量。在流动体系吸附过程中,两相作相对运动,在一定的接触时间下,吸附质最终在两相内的分配量为一定时,最后达到动态平衡,其吸附量一般比静态平衡的要低,但更符合厂的实际操作状态。