水的吸附处理ppt课件.ppt

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1、CompanyLOGO第第 5 章章水的吸附处理水的吸附处理Adsorption5.1.1 吸附原理和吸附类型吸附原理和吸附类型一、吸附一、吸附 某种物质某种物质( (离子或分子离子或分子) ) 在另一种物质表面或微在另一种物质表面或微孔内积聚的现象。孔内积聚的现象。二、吸附剂和吸附质二、吸附剂和吸附质 吸附剂：吸附剂：具有吸附性能的物质。具有吸附性能的物质。 特点：多孔固体，比表面积大。特点：多孔固体，比表面积大。 吸附质：吸附质：能被吸附剂吸附的物质。能被吸附剂吸附的物质。5.1 吸附吸附区别于吸收v 与吸附不同，吸收时，液相中物质分子是均匀分散的。而吸附是流体分子富集在固体表面上，形成一

2、吸附层（或称吸附膜），而没有向固体内部渗透。由于吸附是一种表面现象，所以只有那些具有较大内表面的多孔性固体才具有吸附能力。吸附过程是由流体（气体或液体）与固体构成一个体系，是非均相过程。三、三、 吸附机理吸附机理 固体表面分子(或原子)处于特殊的状态。固体内部分子所受的力是对称的，故彼此处于平衡。但在界面分子的力场是不饱和的，即存在一种固体的表面力，它能从外界吸附分子、原子、或离子，并在吸附表面上形成多分子层或单分子层。四、吸附分类物理吸附物理吸附: 吸附剂和吸附物通过分子力产生的吸附。 特点是放热过程吸附物分子状态变化不大，需要的活化能很小，多数在较低温下进行。达吸附平衡时间非常短吸附过程可

3、逆化学吸附：化学吸附： 化学吸附是由于吸附剂和吸附物之间的电子转移，发生化学反应而产生。 特点释放大量的热单分子层吸附，稳定，不易解吸交换吸附交换吸附1st极性吸附: 吸附剂表面如为极性分子所组成，则会吸引溶液中逞相反极性的物质或离子而形成双电层，这种吸附称为极性吸附。 2nd离子交换: 在吸附剂与溶液间发生离子交换，即吸附剂吸附离子后，它同时要放出等当量的离子于溶液中。 吸附剂表面键合的离子基团或可离子化基团,通过静电引力吸附带有相反电荷的离子,吸附过程发生电子转移。吸吸附附剂剂表表面面物理吸附物理吸附分子间力分子间力v 无选择性，分子引力随无选择性，分子引力随分子量增大而增加；分子量增大而

4、增加；v 表面能降低，放热表面能降低，放热; ;v 无化学反应发生。无化学反应发生。化学吸附化学吸附化学键力化学键力v 吸附剂与吸附质之间发吸附剂与吸附质之间发生了化学反应。生了化学反应。交换吸附交换吸附静电引力静电引力v 表面能降低，靠吸附质表面能降低，靠吸附质离子与吸附剂表面带电离子与吸附剂表面带电点上的静电引力聚集在点上的静电引力聚集在吸附剂表面，同时放出吸附剂表面，同时放出等当量等当量的同号离子。的同号离子。五、吸附力的本质五、吸附力的本质 实际过程中物理和化学吸附是主要的，比较如下实际过程中物理和化学吸附是主要的，比较如下吸附性能吸附性能物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附作用力作用力分

5、子引力（范德华力）剩余化学键力选择性选择性没有选择性有选择性吸附层吸附层单分子或多分子吸附层只能形成单分子吸附层吸附热吸附热较小， 41.9kj/mol较大，相当于化学反应热，83.7-418.7kj/mol吸附速度吸附速度快，几乎不要活化能较慢，需要活化能温度温度放热过程，低温有利于吸附温度升高，吸附速度增加可逆性可逆性可逆，较易解析化学键大时，吸附不可逆吸附平衡吸附平衡 当溶液中吸附质的浓当溶液中吸附质的浓度和吸附剂单位吸附量不度和吸附剂单位吸附量不再发生变化时，达到了再发生变化时，达到了吸吸附平衡附平衡。 5.1.2 吸附容量和吸附等温线吸附容量和吸附等温线吸附剂吸附剂吸附质吸附质脱附：

6、吸附的逆过程脱附：吸附的逆过程11 吸附吸附容容量量 衡量吸附剂吸附能力的大小，达到吸附平衡量吸附剂吸附能力的大小，达到吸附平衡时，单位重量的吸附剂（衡时，单位重量的吸附剂（g）所吸附的吸附所吸附的吸附质的重量（质的重量（g）。）。 对物理吸附，吸附容量是温度对物理吸附，吸附容量是温度t和平衡浓和平衡浓度度Ce的函数。的函数。0()eeVCCqm12 吸附等温线吸附等温线 在一定在一定T下，下，q随平衡浓度随平衡浓度Ce e变化的曲线变化的曲线（q=f(Ce e)）叫吸附等温线。用数学公式描述则叫叫吸附等温线。用数学公式描述则叫吸附等温式。吸附等温式。达到吸附平衡时：达到吸附平衡时：qe =

7、V(C0-Ce)/mV V：液体容积，：液体容积， m m：吸附剂质量：吸附剂质量 C Ce e：吸附：吸附平衡时平衡时，液相中溶质浓度，液相中溶质浓度C C0 0：吸附前，液相中溶质浓度：吸附前，液相中溶质浓度 吸附等温线测定方法：吸附等温线测定方法：假设溶剂不被吸附，或者液体混合物是溶质的稀溶液假设溶剂不被吸附，或者液体混合物是溶质的稀溶液测定溶液与吸附剂接触前后的浓度变化测定溶液与吸附剂接触前后的浓度变化吸附等温线吸附等温线吸附等温式吸附等温式表达等温吸附平衡关系，表达等温吸附平衡关系，表明被吸附物的量与浓度之表明被吸附物的量与浓度之间的间的数学关系式数学关系式吸附等温式吸附等温式由于吸

8、附过程比较复杂，吸附机理尚无统一定论，等温由于吸附过程比较复杂，吸附机理尚无统一定论，等温吸附式都是在一定假设条件下导出的，分别适用于不同吸附式都是在一定假设条件下导出的，分别适用于不同的体系和范围。的体系和范围。1.1.弗兰德里希弗兰德里希（Freunlich）公式：公式：q q吸附量，吸附量，L/kgL/kg（气相）或（气相）或kg/kgkg/kg（液相）（液相）k k和吸附剂种类、特性、温度以及所用单位有关的常数和吸附剂种类、特性、温度以及所用单位有关的常数n n常数，和温度有关常数，和温度有关p pe e吸附质气相中的平衡分压吸附质气相中的平衡分压, Pa, PaC Ce e吸附质在液

9、相中的平衡浓度吸附质在液相中的平衡浓度随着随着p pe e或或C Ce e的增大，吸附量的增大，吸附量q q随之增加。随之增加。但但p pe e或或C Ce e增加到一定程度后，增加到一定程度后，q q不再变化。不再变化。1/neqkp气相吸附气相吸附1/neqkC液相吸附液相吸附弗兰德里希公式是弗兰德里希公式是经验公式经验公式，适用于，适用于低浓度低浓度气体或气体或低低浓度浓度溶液。溶液。对于气体：对于气体：压力范围不能太宽，低压或高压区域不能压力范围不能太宽，低压或高压区域不能得到满意的实验拟合结果。得到满意的实验拟合结果。弗兰德里希公式参数的求解：弗兰德里希公式参数的求解：对吸附等温式两

10、边取对数：对吸附等温式两边取对数：1lglglgqkpnk双对数坐标双对数坐标1/n1/n越小，说明吸附可在相当宽的浓越小，说明吸附可在相当宽的浓度范围下进行。度范围下进行。 一般认为一般认为 1/n = 0.1 0.5 时容易吸附时容易吸附 k双对数坐标双对数坐标1/n2.2.朗格谬尔朗格谬尔（langmuir)公式公式方程推导的基本假定：方程推导的基本假定：n吸附剂表面性质均一，每一个具有剩余价力的表面吸附剂表面性质均一，每一个具有剩余价力的表面分子或原子吸附一个分子。分子或原子吸附一个分子。n吸附质在吸附剂表面为单分子层吸附。吸附质在吸附剂表面为单分子层吸附。n吸附是动态的，被吸附分子受

11、热运动影响可以重新吸附是动态的，被吸附分子受热运动影响可以重新回到气相。回到气相。n吸附在吸附剂表面的吸附质分子之间无作用力。吸附在吸附剂表面的吸附质分子之间无作用力。 Langmuir公式：公式：111mk q Cqk CC液相中吸附质浓度液相中吸附质浓度Langmuir公式分析：公式分析：当当p（或（或C）很小时，）很小时，则：则：q=k1qmp（或（或q=k1qmC）满足亨利定律，即吸附量与流体的平衡分压（或浓满足亨利定律，即吸附量与流体的平衡分压（或浓度）成正比。度）成正比。当当p（或（或C）时，时， q=qm此时，吸附量与流体的浓度无关，吸附剂表面被占此时，吸附量与流体的浓度无关，吸

12、附剂表面被占满，形成单分子层。满，形成单分子层。3.BET3.BET公式公式由由Brunaner, Emmett和和Teller 3人提出的。人提出的。大多数吸附体系属于大多数吸附体系属于II型等温线型等温线。基于多分子层吸附，基于多分子层吸附，在在Langmuir公式基础上推导出来的。公式基础上推导出来的。假设：假设：吸附分子在吸附剂上是按各个层次排列的。吸附分子在吸附剂上是按各个层次排列的。吸附过程取决于吸附过程取决于范德华引力范德华引力，吸附质可以在吸附剂表，吸附质可以在吸附剂表面面一层一层地累叠吸附一层一层地累叠吸附。每一层吸附都符合每一层吸附都符合Langmuir公式。公式。00()

13、(1(1)bmbk pqqpppkpp0吸附质组分的饱和蒸气压吸附质组分的饱和蒸气压qm吸附剂表面完全被吸附质单分子层覆盖时的吸附量吸附剂表面完全被吸附质单分子层覆盖时的吸附量kb常数常数BETBET公式中的参数公式中的参数q qm m和和k kb b可以通过实验测定。可以通过实验测定。通常只适用于比压（通常只适用于比压（p/pp/p0 0）约在）约在0.050.050.350.35比压小于比压小于0.050.350.35，毛细凝聚变得显著，破坏多层物理吸附平衡。，毛细凝聚变得显著，破坏多层物理吸附平衡。毛细管凝结现象是指被吸附的蒸气在多孔性的吸附剂孔隙中凝结为液体的现象。毛细管凝结现象是指被

14、吸附的蒸气在多孔性的吸附剂孔隙中凝结为液体的现象。2324 5.1.3 5.1.3 吸附速度吸附速度 , 单位单位: 吸附速度吸附速度V决定了废水和吸附剂的接触时间，决定了废水和吸附剂的接触时间，V越大，则接触时间越短，所需设备容积就越越大，则接触时间越短，所需设备容积就越小，反之亦然。小，反之亦然。 tqV/ min)/( gg吸附衡量指标和影响因素吸附衡量指标和影响因素衡量衡量指标指标吸附能力吸附能力吸附速度吸附速度固体吸附剂用吸附量衡量固体吸附剂用吸附量衡量单位质量吸附剂在单位单位质量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量时间内所吸附的物质量吸附吸附阶段阶段颗粒外部颗粒外部扩散阶段扩散阶段孔隙

15、扩散孔隙扩散阶段阶段吸附反应吸附反应阶段阶段吸附质从溶液中扩散到吸附吸附质从溶液中扩散到吸附剂表面剂表面吸附质在吸附剂孔隙中继续吸附质在吸附剂孔隙中继续向吸附点扩散向吸附点扩散吸附质被吸附在吸附剂孔隙吸附质被吸附在吸附剂孔隙内的吸附点表面内的吸附点表面吸附动力学吸附动力学 吸附剂从流体中吸附吸附质的传质过程分以下三步：吸附剂从流体中吸附吸附质的传质过程分以下三步：(1) 吸附质从流体主体扩散到吸附剂外表面吸附质从流体主体扩散到吸附剂外表面外扩散外扩散(2) 吸附质由吸附剂的外表面向微孔中的内表面扩散吸附质由吸附剂的外表面向微孔中的内表面扩散内扩散内扩散(3) 吸附质在吸附剂的吸附质在吸附剂的内

16、部表面上被吸附内部表面上被吸附 一般第一般第(3)步的速度很快，吸附传质速率主要取决于步的速度很快，吸附传质速率主要取决于第第(1)和和(2)两步。两步。外扩散速度很慢外扩散速度很慢外扩散控制外扩散控制内扩散速度很慢内扩散速度很慢内扩散控制内扩散控制吸附速度吸附速度主要取决于主要取决于外部扩散速度外部扩散速度和和孔隙扩散速度孔隙扩散速度。外部扩外部扩散速度散速度与溶液浓度成正比与溶液浓度成正比与吸附剂的比表面积的大小成正与吸附剂的比表面积的大小成正比比吸附剂颗粒直径越小，速度越快吸附剂颗粒直径越小，速度越快增加溶液与颗粒间的相对运动速度，增加溶液与颗粒间的相对运动速度，可提高速度可提高速度孔隙

17、扩孔隙扩散速度散速度吸附吸附质质颗粒越小，速度越快颗粒越小，速度越快( (一一) ) 吸附剂的性质吸附剂的性质 1 1 物理性质：孔的大小、比表面积；物理性质：孔的大小、比表面积； 2 2 表面化学特性：表面的极性。表面化学特性：表面的极性。( (二二) ) 吸附质的性质吸附质的性质 1 1 溶解度；溶解度； 2 2 分子量；分子量； 3 3 分子极性；分子极性；5.1.4吸附的影响因素吸附的影响因素 ( (三三) ) 操作条件操作条件 温度：物理吸附、化学吸附；温度：物理吸附、化学吸附； pH pH 值：影响吸附质的存在状态和吸附剂表面特性。值：影响吸附质的存在状态和吸附剂表面特性。 接触时

18、间：接触时间： 共存物质：诱发物；干扰物；共存物质：诱发物；干扰物； 生物协同作用：繁殖微生物，有利于有机物的分解。生物协同作用：繁殖微生物，有利于有机物的分解。常用吸附剂的主要特性常用吸附剂的主要特性吸附容量大：吸附容量大：由于吸附过程发生在吸附剂表面，所以吸由于吸附过程发生在吸附剂表面，所以吸附容量取决于吸附剂表面积的大小。附容量取决于吸附剂表面积的大小。 选择性高：选择性高：对要分离的目的组分有较大的选择性对要分离的目的组分有较大的选择性。稳定性好：稳定性好：吸附剂应具有较好的热稳定性，在较高温度吸附剂应具有较好的热稳定性，在较高温度下解吸再生其结构不会发生太大的变化。同时，还应具下解吸

19、再生其结构不会发生太大的变化。同时，还应具有耐酸碱的良好化学稳定性。有耐酸碱的良好化学稳定性。 适当的物理特性：适当的物理特性：适当的堆积密度和强度适当的堆积密度和强度廉价易得廉价易得 具有一定吸附能力的多孔物质都可以作吸附剂具有一定吸附能力的多孔物质都可以作吸附剂.活性氧化铝硅胶和硅藻土沸石分子筛吸附树脂活性炭是一类碳质吸附剂的总称，品种很多。几乎所有的有机物都可以作为制造活性炭的原料，如泥炭、褐煤、烟煤、重质石油馏分、木材、果壳、纸浆废液等。将原料在隔绝空气的条件下加热至600左右（有时还加添加剂），使其热分解，得到的残碳再在800以上高温下与空气、水蒸气或二氧化碳反应使其烧蚀，便生成多孔

20、的活性炭。活性炭具有吸附力强，分离效果好，来源比较容易，价格便宜。但由于活性炭生产原料和制备方法不同，因此吸附性能的可重复性很难控制。另外活性炭色黑质轻，有时会造成环境污染。5.2 5.2 活性炭简介活性炭简介l粉末状活性炭：颗粒极细呈粉末状，是活性炭中吸附力最强的一类。l颗粒状活性炭：由粉末状活性炭制成的颗粒，便于装柱使用。l锦纶-活性炭：以锦纶为粘合剂，将粉末活性炭制成颗粒，可用来分离因前两种活性炭吸附力太强而不易洗脱的吸附物。活 性 炭（Active carbon）活性炭种类颗粒大小表面积吸附力吸附量洗脱粉末活性炭小大大大难颗粒活性炭较小较大较小较小难锦纶活性炭大小小小易5.2.1 活性

21、炭的制备活性炭是应用最为广泛的吸附剂。是由煤或木质原料加活性炭是应用最为广泛的吸附剂。是由煤或木质原料加工得到的产品，通常一切含碳的物料，如煤、木材、工得到的产品，通常一切含碳的物料，如煤、木材、果核、秸秆等都可以加工成黑炭，经活化后制成活性果核、秸秆等都可以加工成黑炭，经活化后制成活性炭。炭。 碳化：碳化：把原料热解成碳渣，温度：把原料热解成碳渣，温度：500500600600度度 活化：活化：形成发达的细孔。两种办法形成发达的细孔。两种办法: :气体法气体法：通入水蒸汽，温度在通入水蒸汽，温度在80080010001000度；度；药剂法药剂法：加入氯化锌、硫酸、磷酸等加入氯化锌、硫酸、磷酸

22、等比表面积：比表面积：5005001700 m1700 m2 2/g /g a.a.比表面积越大，吸附量越大：比表面积越大，吸附量越大：但对一些大分子，微孔但对一些大分子，微孔所提供的比表面积基本上不起作用。所提供的比表面积基本上不起作用。活性炭细孔分布情况：活性炭细孔分布情况： 微孔：微孔：2 nm2 nm，占总比表面，占总比表面9595：主要支配吸附量：主要支配吸附量 过渡孔：过渡孔：2-100nm2-100nm，55：起通道和吸附作用：起通道和吸附作用 大孔：大孔：100-10000 nm100-10000 nm，不足，不足1 1：主要起通道作用，：主要起通道作用，影响吸附速度。影响吸附

23、速度。b.b.表面化学特性：表面化学特性：活性炭本生是非极性的，但由于表面共价健不饱和易活性炭本生是非极性的，但由于表面共价健不饱和易与其它元素如氧、氢结合，生成各种含氧官能团。与其它元素如氧、氢结合，生成各种含氧官能团。目前已证实的含氧官能团有：目前已证实的含氧官能团有：OHOH基、基、COOHCOOH基基由于这种微弱极性，使极性溶质竞争吸附加强。由于这种微弱极性，使极性溶质竞争吸附加强。活性炭常用活性炭常用性能性能指标指标吸附能力吸附能力v碘吸附值体现活性炭中孔径略大于1.0nm微孔的发达程度,表征比表面积大小；v四氯化碳（CTC）吸附值表示活性炭对气体物质的吸附能力；v甲基蓝值则代表孔径

24、大于1.5nm的微孔和中孔发达程度;表示活性炭脱色能力的。v苯酚值可表征活性炭对于小分子芳环类和极性有机物的吸附能力.活性炭纤维活性炭纤维活性炭纤维吸附能力比一般活性炭要高活性炭纤维吸附能力比一般活性炭要高1 11010倍。倍。活性炭纤维分为两种：活性炭纤维分为两种：(1)(1)将超细活性炭微粒加入增稠剂后与纤维混纺制成单将超细活性炭微粒加入增稠剂后与纤维混纺制成单丝，或用热熔法将活性炭粘附于有机纤维或玻璃纤维丝，或用热熔法将活性炭粘附于有机纤维或玻璃纤维上，也可以与纸浆混粘制成活性炭纸。上，也可以与纸浆混粘制成活性炭纸。(2)(2)以人造丝或合成纤维为原料，与制备活性炭一样经以人造丝或合成纤

25、维为原料，与制备活性炭一样经过炭化和活化两个阶段，加工成具有一定比表面积和过炭化和活化两个阶段，加工成具有一定比表面积和一定孔分布结构的活性炭纤维。一定孔分布结构的活性炭纤维。 由吸附平衡、吸附容量确定吸附剂的用量；由吸附平衡、吸附容量确定吸附剂的用量；选择最佳的吸附剂；选择最佳的吸附剂；吸附剂的最佳吸附条件；吸附剂的最佳吸附条件；不同吸附剂的吸附特性对比；混合吸附质的竞争吸不同吸附剂的吸附特性对比；混合吸附质的竞争吸附比较。附比较。 5.3 活性炭吸附的应用活性炭吸附的应用5.3.1、吸附模型的工程意义、吸附模型的工程意义动动态态实实验验v 串联级数串联级数v 吸附周期吸附周期v 通水倍数通

26、水倍数m3/kgv 空塔流速空塔流速vv 接触时间接触时间 t = h/vv 设备规模设备规模v 投资及运行投资及运行费用费用静静态态实实验验v 水质条件水质条件v 吸附时间吸附时间v 饱和吸附量饱和吸附量v 单位废水吸单位废水吸附剂用量；附剂用量； 一一 、设计参数的来源、设计参数的来源1 借鉴同类设计参数 2 进行吸附实验 吸吸 附附实实验验提供设计参数提供设计参数5.3.2 吸附工艺设计吸附工艺设计最佳吸附最佳吸附剂选择剂选择吸附类型吸附类型确定确定二二 、静态吸附试验、静态吸附试验x/meu 吸附类型吸附类型u 饱和吸附量饱和吸附量三三 、动态吸附实验、动态吸附实验(一一) 实验过程实

27、验过程(二二) 吸附容量吸附容量 q qdVCCAbVb00)(动mAq动动过程中发生吸附的区域过程中发生吸附的区域吸附柱连续实验吸附柱连续实验穿透曲线如何求得？穿透曲线如何求得？(三三) 吸附带吸附带 (2) 吸附带推进速度吸附带推进速度S 式中：Q 进水量；进水量； C0 进水浓度进水浓度 dB 填充密度填充密度 B 截面积截面积BdqQCSB动0obaoba进水出水/oobbooaaf (1) 吸附带饱和分数吸附带饱和分数f 吸附带中已吸附污吸附带中已吸附污染物吸附剂所占百分数染物吸附剂所占百分数 (3) 吸附带高度吸附带高度)(abttS (4) q动、动、q静与吸附层高度静与吸附层高

28、度H的关系的关系四、设计四、设计(一一) 工艺流程与设备工艺流程与设备原水原水预处理预处理吸吸 附附出水间歇式操作原水和吸附剂在相对原水和吸附剂在相对运动过程中完成吸附运动过程中完成吸附固定床、流化床、移动床固定床、流化床、移动床去除原水中影去除原水中影 响吸附的杂质响吸附的杂质:悬浮物、油类、胶悬浮物、油类、胶 体体混凝、沉淀、过滤混凝、沉淀、过滤固固定定床床流流动动床床流化床流化床 1 吸附塔吸附塔 塔径塔径1.03.5m；填充高度；填充高度3.010m；填充层与塔径比；填充层与塔径比14。 2 控制条件控制条件 容积速度：容积速度：固定床 2m3/m3h； 移动床 5m3/m3h以下。

29、空塔流空塔流(线线)速：速：固定床 2.010.0m/h； 移动床 10.030.0m/h。 接触时间接触时间：1050min(二二) 工艺设计工艺设计原水浓度C0穿透浓度Ca处理水量（L）出水浓度（mg/L）1020304050600246810AB1#柱柱#23柱#1abVVn 3 连续吸附串联级数的确定连续吸附串联级数的确定 穿透曲线计算穿透曲线计算; ; 公式公式: : 例题例题例题例题: 进水总有机碳为：进水总有机碳为：100mg/L； 出水容许浓度为：出水容许浓度为：20mg/L； 活性炭容重为：活性炭容重为：401g/L； 柱中碳体积为柱中碳体积为1L。 求：求： (1) 吸附总

30、有机碳量吸附总有机碳量: 终点终点Cb=90%C0,出水出水4300L。 根据根据 进行图解积分得：进行图解积分得： 吸附总有机碳量为吸附总有机碳量为266.5g。 (2) 终点活性炭吸附量终点活性炭吸附量266.5/401=0.66g/g; (3) 穿透点活性炭吸附量穿透点活性炭吸附量130.5/401=0.33g/g; (4) 串联级数串联级数 例题例题dVCCAbVb00)(动4.3113.6941.6baVnV 5.3.3应用及进展应用及进展给水处理给水处理u 嗅、味的吸附净化；嗅、味的吸附净化；u 微量污染物的吸附净化。微量污染物的吸附净化。一、应用一、应用废水处理废水处理u 典型有

31、机污染物的吸附回收典型有机污染物的吸附回收(酚、苯等酚、苯等)；u 组合工艺的达标把关措施；组合工艺的达标把关措施；u 活性炭生物强化技术；活性炭生物强化技术；u 生物活性碳技术；生物活性碳技术；u 高级氧化技术（催化剂载体）高级氧化技术（催化剂载体）深度处理方法，处理对象浓度低；深度处理方法，处理对象浓度低；处理的对象便于再生和回收；处理的对象便于再生和回收；避免二次污染。避免二次污染。二、注意事项二、注意事项 1 原理原理 高温下，吸附质分子振动，从吸附剂表面活性点脱附下来。高温下，吸附质分子振动，从吸附剂表面活性点脱附下来。 高温下，有机物分子成气态分子逸出或成短链有机物。高温下，有机物

32、分子成气态分子逸出或成短链有机物。 2 再生过程再生过程 脱水、干燥脱水、干燥(100150)、炭化、炭化(300700 )、活、活化化(7001000 )。 3 再生设备再生设备 立式多段再生炉、旋转再生炉。立式多段再生炉、旋转再生炉。5.4 吸附剂的再生吸附剂的再生一、加热再生一、加热再生 1 原理原理 吸附质与熔剂的亲和力大于与吸附剂的亲和力。吸附质与熔剂的亲和力大于与吸附剂的亲和力。 2 常用再生剂常用再生剂 酸碱类、有机溶剂。酸碱类、有机溶剂。 吸附的酚、醋酸可用氢氧化钠再生。吸附的酚、醋酸可用氢氧化钠再生。 吸附的吸附的DDT可用异丙醇再生。可用异丙醇再生。二、溶剂再生二、溶剂再生

33、三、其它再生方法三、其它再生方法 氧化法、生物法等氧化法、生物法等5.4 吸附剂的再生吸附剂的再生活性氧化铝（Al2O3nH2O）是氢氧化铝胶体经加热脱水后制成的一种多孔大表面吸附剂。通过控制氢氧化铝晶粒尺寸和堆积配位数可以控制氧化铝的孔容、孔径和表面积。由铝土矿加热脱水可制成天然活性氧化铝。氧化铝按品型可分为、和共8种。通常所说的“活性氧化铝”是指-Al2O3或是、和氧化铝的混和物。活性氧化铝具有相当大的比表面积（200400m2/g），且机械强度高，物化稳定性高，耐高温，抗腐蚀，但不宜在强酸、强碱条件下使用。活性氧化铝表面的活性中心是羟基和路易斯酸中心，极性强，对水有很强的亲和作用。活性氧

34、化铝广泛应用于脱除气体中的水，也常用作色谱柱填充材料。（2）活性氧化铝5.5 其他吸附剂其他吸附剂v 硅胶硅胶是应用很广的一种极性吸附剂。是具有硅氧交联结是应用很广的一种极性吸附剂。是具有硅氧交联结构，表面有许多硅醇基的多孔性微粒。硅醇基可与极性构，表面有许多硅醇基的多孔性微粒。硅醇基可与极性化合物或不饱和化合物形成氢键而使硅胶具较强的吸附化合物或不饱和化合物形成氢键而使硅胶具较强的吸附力。力。 v 主要优点是化学惰性，具有较大的吸附量，易制备不同主要优点是化学惰性，具有较大的吸附量，易制备不同类型的多孔硅胶，一般以类型的多孔硅胶，一般以SiO2.nH2OSiO2.nH2O通式表示。通式表示。

35、v 硅胶的活性与含水量有关：含水量高则吸附力减弱。当硅胶的活性与含水量有关：含水量高则吸附力减弱。当游离水含量游离水含量17%17%以上时，吸附能力极低，可作为分配色谱以上时，吸附能力极低，可作为分配色谱的载体。的载体。v 硅胶具有微酸性，适用于分离酸性和中性物质，如有机硅胶具有微酸性，适用于分离酸性和中性物质，如有机酸、氨基酸、甾体等。酸、氨基酸、甾体等。 硅藻土是由硅藻类植物死亡后的硅酸盐遗骸形成的，基本质是含水的无定形SiO2，并含有少量Fe2O3、C2O、MgO、Al2O3及有机杂质，外观一般呈浅黄色或浅灰色，优质的呈白色，质软，多孔而轻。硅藻土的多孔结构使它成为一种良好吸附剂，在食品

36、、化工生产中常用来作助滤剂及脱色剂。 沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物，其化学通式为：Mx/m(AlO2)x(SiO2)yzH2O。沸石分子筛活化后，水分子被除去，余下的原子形成笼形结构，孔径为310。分子筛晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多同直径的孔（也称“窗口”）相连。由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。（4）沸石分子筛（a）A 型 （b）X 型两种常用沸石分子筛的结构沸石分子筛的吸附作用有两个特点：G表面上的路易斯中心极性很强；A沸石中的笼或通道的尺寸很小，使得其中 的引力场很强。因此，其对吸附质分

37、子的吸附能力远超过其他类型的吸附剂。即使吸附质的分压（或浓度）很低，吸附量仍很可观。沸石分子筛的吸附分离效果不仅与吸附质分子的尺寸和形状有关，而且还与其极性有关，因此，沸石分子筛也可用于尺寸相近的物质的分离。 吸附树脂指的是一类高分子聚合物。常用的有聚苯乙烯树脂和聚丙烯酸酯树脂等。吸附树脂品种很多，单体的变化和单体上官能团的变化可赋予树脂以各种特殊的性能。吸附树脂可分为非极性、中极性、极性及强极性四类。吸附树脂可用于除去废水中的有机物，糖液脱色，天然产物和生物化学制品的分离与精制等。 大孔吸附树脂广泛应用于制药及天然植物中活性成分如皂甙、黄酮、内脂、生物碱等大分子化合物的提取分离。对人参皂甙、

38、三七皂甙、绞股兰皂甙、薯蓣皂甙、甜菊皂甙、甘草甜素、银杏黄酮内脂，山楂黄酮、黄芪皂甙、橙皮甙、淫羊藿黄酮、大豆异黄酮、茶多酚、洋地黄强心甙、麻黄精粉、柚甙、毛冬青黄酮甙、红豆杉生物碱、多种天然色素、中药复方药物提取等以及生物化学制品的净化、分离、回收都有良好的效果。并在抗生素、维生素、氨基酸、蛋白质提纯,生化制药方面有很广泛的应用。CompanyLOGO1、活性炭为什么具有很强的吸附作用？什么物质易、活性炭为什么具有很强的吸附作用？什么物质易 为活性炭吸附？为活性炭吸附？2、什么叫吸附等温线？有什么实用意义？、什么叫吸附等温线？有什么实用意义？3、简述活性炭的再生方法和机理。、简述活性炭的再生方法和机理。4、如何绘制动态吸附的穿透曲线？有什么实用价值？、如何绘制动态吸附的穿透曲线？有什么实用价值？作业作业