常用吸附剂的结构性能和改性PPT课件
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吸附剂(吸收剂)用以选择性吸附气体或液体混合物中某些组分的多孔性固体物质称吸附剂。
吸附剂通常制成球形、圆柱形或无定形的颗粒或粉末。
优良吸附剂应具有的特性主要是单位质量吸附剂具有较大的表面积,对吸附质具有较大的吸附能力(即平衡吸附量大)。
并且具有良好的选择性,即能优先吸附混合物中某些组分。
此外,还要求容易再生(即平衡吸附量对温度或压力的变化敏感),具有足够的强度和耐磨性等。
常用的吸附剂有:①活性白土、硅藻土等天然物质。
常用于油品和糖液的脱色精制;②活性炭。
由各种含炭物质经炭化和活化处理而成,耐酸碱但不耐高温,吸附性能良好,多用于气体或液体的除臭、脱色、以及溶剂蒸气回收和低分子烃类的分离;③硅胶。
由硅酸钠水溶液脱钠离子制成的坚硬多孔的凝胶颗粒,能大量吸收水分,吸附非极性物质量很少,常用于气体或有机溶剂的干燥以及石油制品的精制;④活性氧化铝。
由氧化铝的水合物加热脱水制成的多孔凝胶和晶体的混合物,常用于气体和有机物的干燥;⑤合成沸石。
又称分子筛,人工合成的硅铝酸盐,具有均匀的孔径,热稳定性高,选择性好,用于气体和有机溶剂的干燥及石油馏分的吸附分离等;⑥合成树脂。
具有巨型网状结构,常用的有非极性树脂,如苯乙烯-二乙烯基苯共聚体;极性树脂,如聚甲基丙烯酸酯,用于废水处理、维生素的分离、药剂的脱色和净制等。
1、吸附分离应用背景:吸附操作在化工、轻工、炼油、冶金和环保等领域都有着广泛的应用。
如气体中水分的脱除,溶剂的回收,水溶液或有机溶液的脱色、脱臭,有机烷烃的分离,芳烃的精制等。
2、吸附的定义及概念:固体物质表面对气体或液体分子的吸着现象称为吸附。
其中被吸附的物质称为吸附质,固体物质称为吸附剂。
3、吸附机理的分类:根据吸附质和吸附剂之间吸附力的不同,吸附操作分为物理吸附与化学吸附两大类。
⑴、物理吸附或称范德华吸附:它是吸附剂分子与吸附质分子间吸引力作用的结果,因其分子间结合力较弱,故容易脱附,如固体和气体之间的分子引力大于气体内部分子之间的引力,气体就会凝结在固体表面上,吸附过程达到平衡时,吸附在吸附剂上的吸附质的蒸汽压应等于其在气相中的分压。
吸附剂的吸湿性能评价摘要吸附剂的吸湿性能直接影响空调系统的运行情况。
在现代建筑中,暖通空调系统是耗能大户。
当今,资源和能源极度紧缺,改良传统的吸附剂,开发高效、高性能的复合吸附剂成为一大研究课题。
关键词:吸附剂除湿性能在现代建筑中,暖通空调系统是耗能大户。
除湿空调系统主要存在投资高、设备体积大和制冷功率低等问题。
除湿空调技术的研究主要集中在除湿器种类、除湿器结构和除湿系统运行模式3个方面,而这些研究则依赖于除湿吸附剂种类和性能。
因而,开发用于除湿空调系统的高效吸附剂,提高除湿空调系统制冷能力,减小设备体积,降低系统投资,已成为加速除湿空调商品化进程的关键。
在空气调节中,吸附剂类型包括固体吸附剂和液体除湿剂,下面将对其除湿性能作出具体评价。
1 固体吸附剂常用的固体吸附剂可分为“极性吸附剂”和“非极性吸附剂”。
极性吸附剂具有亲水性,主要有硅胶、多孔活性铝、沸石等铝硅酸盐类吸附剂。
非极性吸附剂具有憎水性,主要有活性炭等。
还有许多高分子材料对水蒸气具有良好的吸附性,通常称为“高分子胶”。
1.1 硅胶硅胶是一种性能良好的除湿剂,但当其吸附大量水分后易破裂,且不耐高温,严重影响除湿效果。
经专家研究,经金属离子掺杂改性,可以使硅胶BET比表面积、孔容、平均孔径明显增大,吸附性能明显增强。
这是因为对于中孔结构,孔径越大,水蒸气分子的扩散阻力就越小,吸附速率就越快,同时大孔径也有利于吸附放出的热量扩散到环境中,从而有利于吸附过程的进行。
1.2 高分子胶有机高分子吸湿材料是新型的功能高分子材料,它最初是由高吸水性树脂发展而产生的。
它具有优异的吸湿、保湿性能,是一种经过化学与物理方法改性的水性树脂,以分子中的亲水基团来吸收水分。
丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物是一类用途广泛的多功能高分子化合物,因各自含羧酸基(-COOH)和酰胺基(-CONH)这样的强吸湿基团,多种亲水基的协同作用,使得吸湿性能优于其相应的均聚物和传统的无机吸湿材料硅胶和分子筛,添加的部分尿素起到“致孔剂”作用,使得材料表面出现孔洞,增加了有效吸湿比表面积,故被作为有机高分子吸湿材料的重要一类。