文档介绍：第七章吸附第一节吸附的基本理论一、吸附机理及分类引起吸附的主要原因:(1)溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲合力(2)溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力吸附的分类(1)交换吸附:溶质的离子由于静电引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。(2)物理吸附:溶质与吸附剂之间由于范德华力而产生的吸附。(3)化学吸附:溶质与吸附剂发生化学反应,形成牢固的吸附化学键和表面络合物。二、吸附平衡与吸附等温式吸附过程中,固、液两相经过充分的接触后,最终将达到吸附与脱附的动态平衡。达到平衡时,单位吸附剂所吸附的物质的数量称为平衡吸附量,常用qe(mg/g)表示。将平衡吸附量qe与相应的平衡浓度ce作图得吸附等温线。I型的特征是吸附量有一极限值。可以理解为吸附剂的所有表两都发生单分子层吸附,达到饱和时,吸附量趋于定值。Ⅱ型是非常普通的物理吸附、相当于多分子层吸附,吸附质的极限值对应于物质的溶解度。Ⅲ型相当少见,其特征是吸附热等于或小于纯吸附质的溶解热。Ⅳ型及Ⅴ型反映了毛细管冷凝现象和孔容的限制,由于在达到饱和浓度之前吸附就达到平衡,因而显出滞后效应。 Langmuir假设吸附剂表面均一,各处的吸附能相同:吸附是单分子层的,当吸附剂表面为吸附质饱和时,其吸附量达到最大值;在吸附剂表面上的各个吸附点间没有吸附质转移运动;达动态平衡状态时,吸附和脱附速度相等。eeebcabcq??1式中qe-平衡吸附量ce-液相平衡浓度a-与最大吸附量有关的常数;b-与吸附能有关的常数。. ,同发生多分子层吸附;而且不一定等第一层吸满后再吸附第二层;对每一单层却可用Langmuir式描述,第一层吸附是靠吸附剂与吸附质间的分子引力,而第二层以后是靠吸附质分子间的引力,这两类引力不同,因此它们的吸附热也不同。总吸附量等于各层吸附量之和。:式中cs—吸附质的饱和浓度;B—常数,与吸附剂和吸附质的相互作用能有关。????????Bacq/11????:式中,K称为Freundlich吸附系数,n为常数,通常大于1。Freundlich式在一般的浓度范围内与Langmuir式比较接近,但在高浓度时不像后者那样趋于一定值;在低浓度时,也不会还原为直线关系。neeKcq/1?,又增加了吸附质之间的相互作用,计算吸附量时可用两类方法。①用COD或TOC综合表示溶解于废水中的有机物浓度,其吸附等温式可用单组分吸附多温式表东。但吸附等温线可能是曲线或折线。②假定吸附剂表面均一,混合溶液中的各种溶质在吸附位置上发生竞争吸附,被吸附的分子之间的相互作用可忽略不计。如果各种溶质以单组分体系的形式进行吸附,则其吸附量可用Langmuir竞争吸附模型来计算。三、影响吸附的因素(一),或是微孔越发达,其比表面积越大。吸附剂的比表面积越大,则吸附能越强。图7-5表明,苯酚吸附量与吸附剂的比表面积之间的关系。 -6所示。吸附剂内孔的大小和分布对吸附性能影响很大。孔径太大,比表面积小,吸附能力差;孔径太小,则不利于吸附质扩散,并对直径较大的分子起屏蔽作用,,2×10-3~,而小于2×10-3的称为微孔。大部分吸附表面积由微孔提供。采用不同的原料和活化工艺制备的吸附剂其孔径分布是不同的。再生情况也影响孔的结构。分子筛因其孔径分布十分均匀,而对某些特定大小的分子具有很高的选择吸附性。