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什么是吸附法?吸附法处理的原理及分类特点及优缺点介绍

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由于固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力,因此当固体表面与气体接触时,就能吸引气体分子,使其浓集并保持在固体表面,这种现象称为吸附。吸附法处理属于VOC有机废气处理方法之一。VOCs的脱除办法有多种,吸附法具有效率高、能耗低、操作简单、可回收等长处,因而成为脱除VOCs的有效技术。

用吸附法治理气态污染物就是利用固体表面的这种性质,使废气与大表面的多孔性固体物质相接触,废气中的污染物被吸附在固体表面上,使其与气体混合物分离,达到净化目的。

吸附过程是可逆过程,在吸附组分被吸附的同时,部分已被吸附的吸附组分可因分子热运动而脱离固体表面回到气相中去,这种现象称为脱附。当吸附速度与脫附速度相等时,达到吸附平衡。吸附平衡时,吸附的表观过程停止,吸附剂丧失了继续吸附的能力。在吸附过程接近或达到平衡时,为了恢复吸附剂的吸附能力,需采用一定的方法使吸附组分从吸附剂上解脱下来,谓之吸附剂的再生。

吸附法原理

物质内部的分子所受的力是对称的,故彼此处于平衡。但处于界面处的分子的力场是不饱和的,液体或固体物质的外表能够吸附这种处于界面的分子,这种一种或几种物质在另一物质外表积蓄的过程和现象称为吸附。吸附的根本原因是因为物质内部的分子和周围分子之间有互相吸引的效果。

吸附法分类

物理吸附

  1. 极性吸附剂:如硅胶、氧化铝。可去除亲水性色素。
  2. 非极性吸附剂:如活性炭,纸浆、滑石粉、硅藻土。可去除亲脂性色素。活性炭是一种优良的吸附剂,它对色素、细菌、热原等杂质有很强的吸附能力,并且其还有助滤作用。其内部有大量的微孔和空隙,表面积可达200-500m2/g。

吸附原理:由于大多数色素具有共扼双键结构,易吸附。使用方法:冷吸附法,热吸附法,炭层助滤法,柱层析吸附法。

化学吸附

  1. 例如可用碱性氧化铝去除一些黄酮、蒽醌等酚酸性色素。
  2. 离子交换树脂法:例如黄酮、蒽醌等酚酸性色素可以用阴离子交换树脂除去。

半化学吸附

聚酰胺与大孔树脂。吸附原理为氢键作用,大孔树脂还有部分范德华力作用。聚酰胺可通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类的酚羟基形成氢键。也可一通过酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键。

吸附法优点

占地面积小、处理效果好、成本少,不会造成二次污染。

吸附法缺点

吸附量较小,在使用过程中容易出现饱和的现象;对于吸附剂的消耗比较大,且吸附能力不强,使用一定的时间后会使吸附量变小,甚z失去吸附能力。吸附时存在吸附的专一性问题,对混合气体,吸附性会减弱,存在被吸附物质的分子直径与活性炭孔径不匹配而导致的脱附现象。

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