1. Overzicht van het adsorptiescheidingsproces
Adsorptie betekent dat wanneer een vloeistof (gas of vloeistof) in contact komt met een vaste poreuze substantie, een of meer componenten in de vloeistof worden overgebracht naar het buitenoppervlak van de poreuze substantie en het binnenoppervlak van de microporiën om deze oppervlakken te verrijken. vormen een monomoleculair laag- of multimolecuullaagproces.
De vloeistof die wordt geadsorbeerd, wordt het adsorbaat genoemd, en de poreuze vaste deeltjes zelf worden het adsorbens genoemd.
Vanwege de verschillende fysische en chemische eigenschappen van het adsorbaat en het adsorbens is de adsorptiecapaciteit van het adsorbens voor verschillende adsorbaten ook verschillend.Met een hoge adsorptieselectiviteit kunnen de componenten van de adsorptiefase en de absorptiefase worden verrijkt, om de scheiding van stoffen te realiseren.
2. Adsorptie/desorptieproces
Adsorptieproces: Het kan worden beschouwd als een concentratieproces of als een proces van vloeibaarmaking.Hoe lager de temperatuur en hoe hoger de druk, hoe groter de adsorptiecapaciteit.Voor alle adsorbentia adsorbeerden de gemakkelijker vloeibaar te maken gassen (hoger kookpunt) meer, en de minder vloeibaar te maken gassen (lager kookpunt) die lager werden geadsorbeerd.
Desorptieproces: Het kan worden beschouwd als een proces van vergassing of vervluchtiging.Hoe hoger de temperatuur en hoe lager de druk, hoe completer de desorptie.Voor alle sorptiemiddelen is het minder waarschijnlijk dat meer vloeibaar gemaakte gassen (met een hoger kookpunt) desorberen, en dat minder vloeibaar gemaakte gassen (met een lager kookpunt) gemakkelijker worden gedesorbeerd.
3. Het principe van adsorptiescheiding en de classificatie ervan
Adsorptie is onderverdeeld in fysieke adsorptie en chemische adsorptie.
Principe van fysieke adsorptiescheiding: Scheiding wordt bereikt door gebruik te maken van het verschil in adsorptiekracht (van der Waals-kracht, elektrostatische kracht) tussen atomen of groepen op het vaste oppervlak en vreemde moleculen.De grootte van de adsorptiekracht hangt samen met de eigenschappen van zowel het adsorbens als het adsorbaat.
Het principe van chemische adsorptiescheiding is gebaseerd op het adsorptieproces waarbij een chemische reactie plaatsvindt op het oppervlak van een vast adsorbens om het adsorbaat en het adsorbens te combineren met een chemische binding, waardoor de selectiviteit sterk is.Chemisorptie is over het algemeen langzaam, kan alleen een monolaag vormen en is onomkeerbaar.
4. Veel voorkomende typen adsorbens
Veel voorkomende adsorbentia zijn voornamelijk: moleculaire zeven, actieve kool, silicagel en geactiveerd aluminiumoxide.
Moleculaire zeef: Het heeft een regelmatige microporeuze kanaalstructuur, met een specifiek oppervlak van ongeveer 500-1000 m²/g, voornamelijk microporiën, en de poriegrootteverdeling ligt tussen 0,4-1 nm.De adsorptie-eigenschappen van moleculaire zeven kunnen worden gewijzigd door de structuur, samenstelling en het type tegenkationen van de moleculaire zeef aan te passen.Moleculaire zeven zijn voornamelijk afhankelijk van de karakteristieke poriënstructuur en het Coulomb-krachtveld tussen het gebalanceerde kation en het moleculaire zeefraamwerk om adsorptie te genereren.Ze hebben een goede thermische en hydrothermische stabiliteit en worden veel gebruikt bij de scheiding en zuivering van verschillende gas- en vloeistoffasen.Het adsorbens heeft de kenmerken van sterke selectiviteit, hoge adsorptiediepte en grote adsorptiecapaciteit bij gebruik;
Actieve kool: het heeft een rijke microporie- en mesoporiestructuur, het specifieke oppervlak bedraagt ongeveer 500-1000 m²/g en de poriegrootteverdeling ligt voornamelijk in het bereik van 2-50 nm.Actieve kool is voornamelijk afhankelijk van de van der Waals-kracht die door het adsorbaat wordt gegenereerd om adsorptie te genereren, en wordt voornamelijk gebruikt voor de adsorptie van organische verbindingen, adsorptie en verwijdering van zware koolwaterstoffen, deodorant, enz .;
Silicagel: Het specifieke oppervlak van op silicagel gebaseerde adsorbentia bedraagt ongeveer 300-500 m²/g, voornamelijk mesoporeus, met een poriegrootteverdeling van 2-50 nm, en het binnenoppervlak van de poriën is rijk aan oppervlaktehydroxylgroepen.Het wordt voornamelijk gebruikt voor adsorptiedrogen en drukwisseladsorptie om CO₂ te produceren, enz.;
Geactiveerd aluminiumoxide: Het specifieke oppervlak is 200-500 m²/g, voornamelijk mesoporiën, en de poriegrootteverdeling is 2-50 nm.Het wordt voornamelijk gebruikt bij het drogen en uitdrogen, zure afgaszuivering, enz.
