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第6章 吸附

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第06章_吸附法净化气态污染物

第06章_吸附法净化气态污染物

<1.9
（2）硅胶
硅胶的分子式通常用SiO2·nH2O表示。由H2 SiO3溶液经 过缩合、除盐、脱水等处理制得。比表面积达800 m2/g。 工业用的硅胶有球型、无定形、加工成型和粉末状四种。 硅胶是亲水性的极性吸附剂，对不饱和烃、甲醇、水分等 有明显的选择性。主要用于气体和液体的干燥、溶液的脱 水。
活性氧化铝主要用于气体的干燥和液体的脱水，如汽油、 煤油、芳烃等化工产品的脱水；空气、氦、氢气、氯气、 氯化氢和二氧化硫等气体的干燥。
（4）分子筛
沸石分子筛也称为沸石，是硅铝酸金属盐的晶体， 它是一种强极性的吸附剂，对极性分子，特别是 对水有很大的亲和能力，一般比表面积可达750 m2/g，具有很强的选择性。常用于石油馏分的分 离、各种气体和液体的干燥等场合，如从混合二 甲苯中分离出对二甲苯，从空气中分离氧。
氧化铝 10X分子筛
树脂
活性炭
活性炭纤维
2）分类
吸附剂可分为两大类：天然（如硅藻土、白土、天 然沸石等）；人工（主要有活性炭、活性氧化铝、 硅胶、合成沸石分子筛、有机树脂吸附剂等）。
（1）活性炭
活性炭是最常用的非极性吸附剂。为疏水性和亲有 机物的吸附剂，具有很高的比表面积，活性炭的主 体是炭，表面上的官能团较少，极性较弱，对烃类 及衍生物的吸附能力强。
（3）通过微孔的扩散。利用气体在多孔固体中扩散速率的 差别可以将混合物分离。
（4）微孔中的凝聚。多数情况下毛细管上的可凝气体会在 小于其正常蒸气压的压力下在毛细管中凝聚。因此多孔固体 周围的可凝缩气体会在与其孔径对应的压力下在微孔中凝聚。
2）化学吸附：是吸附质和吸附剂分子间的化学键作用所引 起的吸附，也称为“活性吸附”。
化学稳定性好，抗酸耐碱，热稳性高，再生容易。 用于回收气体中的有机气体，脱除废水中的有机物， 脱除水溶液中的色素。

制药工程原理与设备习题集.

制药工程原理与设备习题集.

第1章1.稳态流动、非稳态流动、理想流体、表压强、真空度、直管阻力、局部阻力2．依据雷诺准数从高到低，管内流动流体的流动状态可划分为层流区、过渡区、湍流区。

3.大气压强为9.81×104Pa时，真空度1×104Pa对应的绝对压强是 8.81*10^4 Pa。

4. 一定流量的水在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加一倍，流速将为原来的（ A）倍。

A 0.25B 0.5C 2D 45.某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则层流时，流动阻力变为原来的(C )。

A．4 倍 B．8 倍 C．16 倍 D．32 倍6.大气压强为9.81×104Pa时，表压1.2×103Pa对应的绝对压强是（A ）Pa.A 9.93×104 B9.69×104 C 9.81×104 D 9.69×1037. 水以2m·s-1的流速在Ø35mm×2.5mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa·s，密度为1000kg·m-3,其流动类型为（ B ）。

A. 层流B. 湍流C. 过渡流D.无法确定8. 装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa, 此设备进出口之间的绝对压强差为( A )kPa。

A. 150B. 50C. 759. 如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压差计中的汞面将（ B ）。

A. 左低右高B. 等高C. 左高右低D. 无法确定10.现要输送45m3.h-1的水，若管内水的流速约取2.5m.s-1，则可选（B ）钢管。

A. φ76×3mmB. φ88.5×4mmC. φ108×4mm11.请用所学知识，解释空气能够托起沉重的飞机飞行的原因。

12.请用所学知识，解释“船吸现象”。

第6章_吸附

第6章_吸附

V(C −C ) 0 e qe = W
（6-1） ）
式中： 溶液容积； 式中：V—溶液容积； 溶液容积 W—活性炭投量，g； 活性炭投量， ； 活性炭投量 C0—溶液中吸附质浓度（g/L） 溶液中吸附质浓度（ ） 溶液中吸附质浓度 Ce—吸附平衡时水中剩余的吸附质浓度 吸附平衡时水中剩余的吸附质浓度 (g/L) （平衡浓度）。 平衡浓度） qe=f(Ce、T)， 当 T 不 变 时 ， 即 T 恒 定 ， 则 、 ， qe=f(Ce)， 叫吸附等温线 。 用数学公式描述则 ， 叫吸附等温线。 叫吸附等温式。 叫吸附等温式。
二、吸附类型 1. 物理吸附：靠分子间力产生的吸附，可吸附 物理吸附：靠分子间力产生的吸附，
多种吸附质，可形成多分子吸附层。 多种吸附质，可形成多分子吸附层。吸附热较 在低温下就能进行，吸附速度快， 小，在低温下就能进行，吸附速度快，存在着 吸附━ 吸附━解吸的可逆过程 。
2. 化学吸附：由化学键力引起的吸附，能形成 化学吸附：由化学键力引起的吸附，
三、化学氧化法 湿式氧化法：液相状态下， 湿式氧化法：液相状态下，利用氧在高温高压 下将吸附的有机物氧化。 下将吸附的有机物氧化。一般用于粉状活性炭 的再生。 的再生。 电解氧化法：将饱和炭置于电解质溶液中， 电解氧化法：将饱和炭置于电解质溶液中，碳 作阳极，进行水的电解， 作阳极，进行水的电解，活性炭表面产生的氧 气将吸附质氧化分解。 气将吸附质氧化分解。 O3氧化法：利用臭氧将有机物分解。 氧化法：利用臭氧将有机物分解。 四、生物再生法 利用微生物的作用， 利用微生物的作用，将被活性炭吸附的有机 物加以氧化分解。 物加以氧化分解。
6.2 活性炭吸附 活性炭吸附
一、活性炭的制备
高温炭化 活化,800~900℃ ℃ 活化

水质工程学第6章_吸附综述

水质工程学第6章_吸附综述
第六章
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5
吸附
吸附概述 活性炭吸附 活性炭吸附的应用 活性炭的再生 水处理中的其它吸附剂
6.1
6.1.1 概念
吸附概述
吸附：在两相界面层中，某物质的浓度自动发生 富集的现象。
在水处理中，主要介绍利用固体物质表面对水 中物质的吸附作用，即固—液界面上的吸附：
吸附法：是利用多孔性的固体物质，使水中的 一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。
6.2.2 活性炭的性质
1.物理性质
① 巨大的比表面积（1000m2/g）——吸附性能好； ② 发达的孔隙结构——微孔、中孔、大孔；
图6－2 活性炭孔隙分布示意图
a 微孔
尺寸<1～2nm， 小孔容积一般为0.15～ 0.90mL／g，表面积占比表面积的95％以上。
微孔的作用：活性炭小孔的表面积占比表面 积的95％以上，起吸附作用，吸附量以小孔吸附 为主。
设θ为吸附剂表面被覆盖的百分比，1- θ为裸 露表面百分比，吸附速率与1-θ成正比，脱附速 率与θ成正比，则在吸附达到平衡时：
V1 k1 ACe 1 V2 k2 A bCe 1 bCe
其中：b=k1/k2。又因为：
qe qmax
将上两式联立，可得：
1/n越小，吸附性能越好，1/n=0.1~0.5，容易 吸附； 1/n>2，则难吸附。 K值越大吸附容量越大，反之，吸附容量小。
1. Langmuir等温式
该公式是在被吸附物质仅为单分子层的假定 下导出的，形式为：
bCe qe qmax 1 bCe
qmax为饱和吸附量，常数b与表面吸附能有 关，当吸附力增大b值也相应增加。
（1）疏水性：疏水性越强越容易吸附。同 系物的疏水性随分子量的增大而增大。 但是当分子量增大到一定的程度后，分 子过大难易进入到活性炭空隙中，会降 低吸附量。

高一必修一生物第六章知识点(通用8篇)

高一必修一生物第六章知识点(通用8篇)

高一必修一生物第六章知识点（通用8篇）高一必修一生物第六章知识点第1篇1、细胞膜的功能控制物质进出细胞进行细胞间信息交流2、植物细胞的细胞壁成分为纤维素和果胶，具有支持和保护作用3、制取细胞膜利用哺乳动物成熟红细胞，因为无核膜和细胞器膜4、叶绿体：光合作用的细胞器;双层膜线粒体：有氧呼吸主要场所;双层膜核糖体：生产蛋白质的细胞器;无膜中心体：与动物细胞有丝分裂有关;无膜液泡：调节植物细胞内的渗透压，内有细胞液内质网：对蛋白质加工高尔基体：对蛋白质加工，分泌5、细胞膜、核膜、细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统，它们在结构和功能上紧密联系，协调。

维持细胞内环境相对稳定生物膜系统功能许多重要化学反应的位点把各种细胞器分开，提高生命活动效率核膜：双层膜，其上有核孔，可供mRNA通过结构核仁高一必修一生物第六章知识点第2篇第6章细胞的生命历程第1节细胞的增殖一、限制细胞长大的原因①细胞表面积与体积的比。

②细胞的核质比二、细胞增殖细胞增殖的意义：生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础真核细胞分裂的方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂(一)细胞周期(1)概念：指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。

(2)两个阶段：分裂间期：从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前分裂期：分为前期、中期、后期、末期(3)特点：分裂间期所占时间长。

(二)植物细胞有丝分裂各期的主要特点：分裂间期特点：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成结果：每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态前期特点：①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失染色体特点：1、染色体散乱地分布在细胞中心附近。

2、每个染色体都有两条姐妹染色单体中期特点：①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上②染色体的形态和数目最清晰染色体特点：染色体的形态比较固定，数目比较清晰。

故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。

后期特点：①着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。

生物制药工艺学习题 第五章 沉淀法

生物制药工艺学习题 第五章 沉淀法

第六章吸附分离法（习题）一、填空1、吸附剂按其化学结构可分为两大类：一类是有机吸附剂，如、、等；另一类是无机吸附剂，如、、、等。

2、常用的吸附剂有、和等。

3、大孔网状聚合物吸附剂是在树脂聚合时加入致孔剂，待网格骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的，其孔径远大于2～4nm，可达，故称“大孔”。

4、大孔网状聚合物吸附剂按骨架的极性强弱，可分为、、和吸附剂四类。

二、选择题1、用大网格高聚物吸附剂吸附的弱酸性物质，一般用下列哪种溶液洗脱（）A.水B.高盐C.低pHD. 高pH2、“类似物容易吸附类似物”的原则,一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质（）A.极性溶剂B.非极性溶剂C.水D.溶剂3、“类似物容易吸附类似物”的原则, 一般非极性吸附剂适宜于从下列何种溶剂中吸附非极性物质。

（）A.极性溶剂B.非极性溶剂C.三氯甲烷D.溶剂4、下列属于无机吸附剂的是：（）A.白陶土B.活性炭C.淀粉D.纤维素5、活性炭在下列哪种溶剂中吸附能力最强？（）A.水B.甲醇C.乙醇D.三氯甲烷6、关于大孔树脂洗脱条件的说法，错误的是：（）A .最常用的是以高级醇、酮或其水溶液解吸。

B. 对弱酸性物质可用碱来解吸。

C. 对弱碱性物质可用酸来解吸。

D.如吸附系在高浓度盐类溶液中进行时，则常常仅用水洗就能解吸下来。

三、名词解释1、吸附法(adsorption method)：2、大网格高聚物吸附剂（macroreticular adsorbent）：四、问答题1、简述吸附法的定义和特点。

2、影响吸附的因素有哪些？第五章沉淀法（答案）一.填空1.固相析出法主要包括盐析法，有机溶剂沉淀法，等电点沉淀法，结晶法及其它多种沉淀方法等。

2.按照一般的习惯，析出物为晶体时称为结晶法，析出物为无定形固体则称为沉淀法。

3.影响盐析的因素有：无机盐的种类、溶质（蛋白质等）种类的影响、蛋白质浓度的影响、温度的影响、pH的影响4. 结晶包括三个过程：(1) 形成过饱和溶液；(2) 晶核形成；(3) 晶体生长。

第6章 吸附

第6章 吸附
VC − ) ( 0 C q= e W
（6-1） ）
式中：V—废水容积；W—活性炭投量，g C0—废水吸附质浓度（g/L） C—吸附平衡浓度，吸附平衡时水中剩余的吸附质 浓度mg/L qe=f(C、T)，当T不变时，即T恒定，则qe=f(C)，叫 吸附等温线。
3.吸附等温线 吸附等温线 在一定T 在一定T下，q随平衡浓度C变化的曲线 随平衡浓度C （q=f(C)）叫吸附等温线。用数学公式描述 q=f(C)）叫吸附等温线。 则叫吸附等温式。 则叫吸附等温式。 4.吸附等温式（三种） 4.吸附等温式（三种） 吸附等温式 朗格谬公式 表示I 表示I型吸附等温线的有弗里德利希公式 表示II型吸附等温线的有BET公式 表示II型吸附等温线的有BET公式 II型吸附等温线的有BET
2、化学性质 、 由于活性炭表面形成了复杂的含氧官能团以及 碳氢化合物。官能团相对数量决定其极性强弱 和吸附性能。 一般把活性炭表面氧化物分为 酸性官能团 碱性官能团 两种官能团的形成条件 300-500℃以下用湿空气制造的活性炭以酸性 官能团为主 800-900 ℃以下用空气、蒸汽或二氧化碳为活 化炭活化氧化剂制造的活性炭碱性占主 500-800 ℃之间制造活性炭两性
1n / e
C——吸附质平衡浓度（g/L） q——吸附容量
1 取对数： g e g g e 取对数： l q =l K+ l C n
对确定的K和 时 吸附力函数)越小 对确定的 和 Ce时 ， 1/n(吸附力函数 越小 ， 吸附 吸附力函数 越小， 性能越好， 性能越好，1/n=0.1~0.5，容易吸附； ，容易吸附； 1/n>2，则难吸附。1/n较大则采用连续吸附，反之 ，则难吸附。 较大则采用连续吸附 较大则采用连续吸附， 采用间歇吸附。 采用间歇吸附。

化工分离过程第6章吸附与制备色谱

化工分离过程第6章吸附与制备色谱

色谱过程的流出曲线和保 留参数
色谱过程可以用其流出曲线（色谱柱出口溶质浓度对时间或洗脱 体积的标绘）来描述和保留参数来表示，见图。
VR
V0
0
0
2
4
6
8
1 .5 .3Leabharlann .2 .15V0：整个柱中的流动相体积，称为滞液量。 VR：溶质从色谱柱一端进样开始直至其从色 Volume 谱柱另一端流出所需的流动相体积，称为该 溶质的保留体积。
至色谱柱
为了节约洗脱过程中流动相的用量，可采用梯度洗脱方法。即洗脱剂的 浓度在洗脱过程中是逐渐增加的，以逐步增强“洗脱力”。这可以采用 简单的双容器梯度洗脱装置来实现。在洗脱过程中，与固定相结合最弱 的组分首先被洗脱下来，然后随着洗脱力的逐步增强，吸附在固定相上 的其它组分按其结合的弱强依次被洗脱。梯度洗脱可以提高分离效果， 是目前在色谱操作中常用的洗脱方法。
5 1
12
13
抽真空
4 3
2 7
15
16
解决办法：为此开发了采用活性炭为吸附剂的吸附流程，可使气相中
的氯苯浓度从约28 mg/L 减少到约1.5 mg/L，并使生产中溶剂损耗减 少约三分之二。研究表明，活性炭可吸附约相当与其装载质量10％的氯 苯，吸附饱和后的活性炭可用水蒸气脱附后重复使用。
6.3 色谱分离的基本 原理
色谱过程中能处理尽可能多的样品
超载和非线性色谱
当上样量逐渐增大，分离效果逐渐变差，分离峰有可能开 始重叠，等温吸附线开始趋向非线性，色谱峰的形状开始偏离 高斯分布。称之为“超载”（overload）。依上样形态的不同， 超载可分为浓度超载和体积超载。
为了定量地定义超载，有人建议：与理想的线性色谱过程

《大气污染控制工程》第6章 吸附法净化气态污染物

《大气污染控制工程》第6章 吸附法净化气态污染物
分子层吸附 固体表面是不均匀的，各 化学中心的能量不相等； 吸附热随θ的增加而对数
下降。真实吸附 固体表面是不均匀的，各 化学中心的能量不相等； 吸附热随θ的增加而线性
下降。真实吸附
物理吸附。同朗格谬尔， 多层吸附
方程式型式
A
V Vm
KpA 1 KpA
A Bp1A/ n
A
1 f
ln(KpA )
p (c 1)p V (p0 p) Vmcp0
5
6
区，即吸附区、再生区、冷却
区。吸附、再生和冷却过程都
是连续进行的。
回转床吸附器
1-废气 2-净化气 3-解吸废气 4-再生热空气 5-冷却气6- 冷却废气
一、吸附装置
流动床吸附器
1-净化气 2-废气 3-过热蒸气 4-预热段 5-解吸蒸气 6-输送用空气 7-回收的有机物质 8-冷凝水
3.流动床吸附器 流动床吸附器的特点是
适用范围 物理吸附 与化学吸
附
同上
化学吸附
物理吸附
二、吸附速率
吸附过程： ➢ 外扩散（气体主体 外表面） ➢ 内扩散（外表面 内表面） ➢ 吸附
➢ 脱附 ➢ 内扩散(内表面 外表面) ➢ 外扩散(外表面 气体主体)
控制步骤：扩散阻力
吸附过程示意图
二、吸附速率
外扩散传质速率：
dqA
d
kYap (YA
[(z-za)ρsXT+zaρs(1-ƒ)XT ]
二、固定床吸附器计算
全床层饱和度：
S
达到破点时床层吸附的 吸附质的量 达到吸附平衡时床层吸 附的吸附质的总量
(z za )sXT za s (1 f )XT zsXT
z fza z

第六章-吸附分离PPT课件

第六章-吸附分离PPT课件
18
阴离子交换剂
19
• 强碱性阴离子交换剂 一种含三甲胺基称为强碱I型，另一种含二甲
基-β-羟基-乙基胺基团，称为II型。对使用的pH 范围没有限制。
• 弱碱性阴离子交换剂 功能团可以是伯胺基-NH2、仲胺基=NH、叔
胺基≡N和吡啶等。其交换能力随pH变化而变化， pH越低，交换能力越大。与OH离子结合能力较 强，易再生成羟型，耗碱量少。
20
• 离子交换容量：单位质量或单位体积的离 子交换剂所能吸附的一价离子的量（毫摩 尔数），是表征离子交换能力的主要参数。
21
• 吸附剂的制备
苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的聚合物最为常用，对其 侧链进行改造也可成为离子交换介质。
聚合过程中加入一种惰性成分，不参与反应，但能与 单体互溶，当用悬浮聚合合成时，它还必需不溶于水或微 溶于水。这种惰性组分可以是线性高分子聚合物，也可以 是能溶胀或不能溶胀聚合物的溶剂，其中以不能溶胀聚合 物的溶剂效果最好，用的也较普遍，称为致孔剂。在聚合 过程中，在聚合的液滴内，逐渐形成无数的凝胶微粒，四 周为惰性组分所包围。聚合结束后，利用溶剂萃取或水蒸 气蒸馏的方式将溶剂去除，因而留下了孔隙，形成大网格 结构。一般大网格吸附剂的颗粒直径为0.5mm～数mm左右。
q＝f（c ，T ） 一般吸附在恒温下进行，q只是c的函数，q与 c的关系曲线称为吸附等温线（adsorption isotherm）。
24
• Henry型吸附平衡
可以把离子交换树脂看作固体的酸或碱。
15
• 阴离子交换剂anion exchanger：可交换阴离子， 活性基团为碱性。如有机胺。
• 阳离子交换剂cation exc基。
功能团的电离程度决定了树脂的酸性或碱性 的强弱。根据具有离子交换能力的pH范围不同， 分为强酸性阳离子、弱酸性阳离子交换剂，强碱 性阴离子、弱碱性阴离子交换剂。

第6章-吸附精选全文完整版

第6章-吸附精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版第6章 吸附一．填空题1.按照吸附的作用机理，吸附作用被分成两大类，即 和 。

2.影响吸附剂吸附量的主要因素包括 和 。

3.在水和废水处理中，活性炭有着广泛的应用。

在饮用水处理中，活性炭的功能可以表现为 、 、 、 、 等方面。

4.水处理中常用的吸附剂除了活性炭之外，还有 、 、 、 等等。

5.活性炭的两种类型是 和 。

二．名词解释1.吸附2.吸附质3.吸附剂4.物理吸附5.化学吸附6.解吸三．简答题1.什么是吸附穿透现象，穿透曲线，并画出穿透曲线的示意图。

2.什么是吸附等温线，有什么应用意义。

3.分别解释EBCT ，C cri ，L cri 的定义，并说明它们之间存在的关系。

4.什么是活性炭的再生，活性炭的再生方法有哪些？5.影响活性炭吸附性能的因素有哪些？6.在水处理中，粉末炭的投加点有哪些，选择合适的投加点要考虑哪些因素？7.说明物理吸附和化学吸附的区别？8. 污水中乳化油粗粒化附聚原理？（哈工大）9. 是否任何物质都能粘附在空气泡上，取决于哪些因素？（哈工大）10. 绘图说明有明显吸附带的穿透曲线？如何充分利用吸附容量？（哈工大）11. 水质资料如下：Ca 2+：1.8mmol/L ；Mg 2+：0.6mmol/L ；Na ++K +：0.2mmol/L ；HCO 3-：2.6mmol/L ；SO 42-：0.4mmol/L ；Cl -：1.6mmol/L ； 采用离子交换法软化并除碱，处理水量为100m 3/d ，要求剩余碱度为0.2mmol/L 。

1）请选择合适的软化除碱工艺，并画出工艺流程示意图；2）计算经过每个离子交换器的处理水量；3）计算经RH 离子交换器处理出水的强酸根浓度。

第6章气固 液固传质分离过程

第6章气固 液固传质分离过程

固定床吸附器
移动床吸附器 流化床吸附器
槽式搅拌吸附—接触过滤式
Co C t=t
t=0
接触过滤式吸附过程一般在带有搅拌器的吸附槽中进行。 操作时，首先将原料液加入吸附槽，然后在搅拌状态下加
入吸附剂。在搅拌器的作用下，槽内液体呈强烈湍动状态，
而吸附质则悬浮于溶液中。当吸附过程接近吸附平衡时， 通过过滤装置将吸附剂从溶液中分离出来。接触过滤式吸 附过程属间歇操作过程，常用于溶质的吸附能力很强，且 溶液的浓度很低的吸附过程，以回收其中少量的溶解物质
吸附是指流体（气体或液体）与固体多孔物质接触时，流 体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表 面，并附着在这些表面上形成单分子层或多分子层的过程。 被吸附的流体称为吸附质，多孔固体颗粒称为吸附剂。 吸附达到平衡时，吸附剂内的流体称为吸附相，剩余的
流体本体相称为吸余相。 吸附剂对不同吸附质的吸附能力不同，从而实现组分分离。
或除去某些杂质等。
固定床吸附
固定床吸附过程是最为典型的吸附过程之一，在制药化工 生产中有着广泛的应用。将颗粒状的吸附剂以一定的填充 方式充满圆筒形容器，即构成固定床，操作时，含有吸附 质的液体或气体以一定的流速流过吸附剂床层，进行动态 吸附。当床层内的吸附剂接近或达到饱和时，吸附过程停 止，随后对床层内的吸附剂进行再生，再生完成后，即可
q Kp1/ n qs 1 Kp1/ n
多组份吸附平衡关系
如果混合物中两个或多个组分都有相当的吸附量，情况就很 复杂。实验表明，一个组分的吸附可增加、降低或不影响另 外组分的吸附，这取决于被吸附分子间的相互作用。
Langmuir方程扩展式
忽略各吸附组分之间的相互作用，其他组分的吸附仅仅减小

第六章-吸附分离PPT课件

第六章-吸附分离PPT课件
吸下来。 – 对于易挥发溶质可用热水或蒸汽解吸。
36
• 从离子交换介质上洗脱
• 阶段洗脱法 分段改变洗脱液中的pH或盐浓度，使吸附在
柱上的各组分洗脱下来。
洗 脱 剂 浓 度
操作时间
37
• 梯度洗脱法 连续改变洗脱液中的pH或盐浓度，使吸附在
柱上的各组分被洗脱下来。通常采用一种低浓度 的盐溶液为起始溶液，另一种高浓度的盐溶液做 为最终溶液。两者通过一混合器混合。优于阶段 法。
20
• 离子交换容量：单位质量或单位体积的离 子交换剂所能吸附的一价离子的量（毫摩 尔数），是表征离子交换能力的主要参数。
21
• 吸附剂的制备
苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的聚合物最为常用，对其 侧链进行改造也可成为离子交换介质。
聚合过程中加入一种惰性成分，不参与反应，但能与 单体互溶，当用悬浮聚合合成时，它还必需不溶于水或微 溶于水。这种惰性组分可以是线性高分子聚合物，也可以 是能溶胀或不能溶胀聚合物的溶剂，其中以不能溶胀聚合 物的溶剂效果最好，用的也较普遍，称为致孔剂。在聚合 过程中，在聚合的液滴内，逐渐形成无数的凝胶微粒，四 周为惰性组分所包围。聚合结束后，利用溶剂萃取或水蒸 气蒸馏的方式将溶剂去除，因而留下了孔隙，形成大网格 结构。一般大网格吸附剂的颗粒直径为0.5mm～数mm左右。
45
• 6.7 移动床和模拟移动床吸附
• 移动床(moving bed) 希望能象气体吸收操作的液相那样，吸附操
作中的固相可以连续输入和排出吸附塔，与料液 形成逆流接触流动，则可实现连续稳态的吸附操 作。
46
47
• 模拟移动床
由于固相吸附剂移动不便且易造成堵塞。可 固定吸附剂，而移动切换液相（包括料液和洗脱 液）的入口和出口位置，如同移动固相一样，产 生与移动床相同的效果。

水质工程学第6章_吸附

水质工程学第6章_吸附

物理吸附可形成单分子吸附层或多分子吸附 层。 由于分子间力是普遍存在的，所以一种吸附 剂可吸附多种吸附质。形成多分子吸附层。
但由于吸附剂和吸附质的极性强弱不同，某 一种吸附剂对各种吸附质的吸附量是不同的。 被吸附的分子由于热运动还会离开吸附剂表
面，这种现象称为解吸。吸附━解吸是可逆过程。
2.化学吸附
V EBCT Q
由于Q已固定，EBCT的大小决定于V的大小。 从经济性上看，其值越小越好，从吸附效果上看， 其值越大越好。
4.临界穿透浓度及吸附柱临界深度 临界穿透浓度是指可以接受的污染物最大 出水浓度。 运行一开始就导致出水浓度等于临界穿透 浓度的吸附柱深度。其值与EBCT存在如下关 系：
第六章
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5
吸附
吸附概述 活性炭吸附 活性炭吸附的应用 活性炭的再生 水处理中的其它吸附剂
6.1
6.1.1 概念
吸附概述
吸附：在两相界面层中，某物质的浓度自动发生 富集的现象。
在水处理中，主要介绍利用固体物质表面对水 中物质的吸附作用，即固—液界面上的吸附：
吸附法：是利用多孔性的固体物质，使水中的 一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。
吸附速度V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 就越小，反之亦然。
吸附速度决定于吸附剂对吸附质的吸附过程。吸 附过程一般分为3个阶段： ① 颗粒外部扩散阶段 ② 颗粒内部扩散阶段
③ 吸附反应阶段。
活性炭的吸附速度大小受下列因素影响： ① 溶液浓度C↑，则V↑；
②
颗粒直径d↓，则V↑； d↓,V↑。所以，粉末 状活性炭比粒状活性炭的吸附速度要快，接触时 间短，设备容积小。
bCe qe qmax 1 bCe

初中化学吸附作用教案

初中化学吸附作用教案

初中化学吸附作用教案
一、教学目标
1. 知道吸附作用的基本概念和分类；
2. 了解吸附作用在生活和工业中的应用；
3. 能够初步解释吸附作用的原理；
4. 掌握吸附作用的影响因素和条件。

二、教学内容
1. 吸附作用的概念及分类；
2. 吸附作用的应用；
3. 吸附作用的原理；
4. 吸附作用的影响因素和条件。

三、教学重点和难点
重点：吸附作用的概念、分类和应用；
难点：吸附作用的原理和影响因素。

四、教学方法
1.讲解结合示例，让学生更好地理解吸附作用的概念；
2.通过实验演示，让学生亲自观察和体验吸附作用的现象；
3.让学生分组讨论，共同探讨吸附作用的机制和影响因素。

五、教学过程
1. 导入：通过展示一些与吸附作用相关的现象，引起学生的兴趣和思考；
2. 讲解：介绍吸附作用的概念、分类和应用，让学生了解吸附作用的基本知识；
3. 实验演示：进行一个简单的吸附实验，让学生亲自观察吸附作用的过程；
4. 分组讨论：让学生分组合作，探讨吸附作用的原理和影响因素；
5. 总结：对吸附作用的重点内容进行总结，巩固学生的学习成果。

六、作业布置
1.完成课堂练习，巩固吸附作用的相关知识；
2.观察生活中的吸附现象，写一篇小结。

七、教学反思
通过本堂课的教学，学生对吸附作用的概念和原理有了初步了解，能够简单解释吸附作用的影响因素。

但是在后续教学中，需要进一步加强实验教学和综合应用，让学生更深入地理解吸附作用在生活和工业中的重要性。

环境工程原理6. 吸附机理

环境工程原理6. 吸附机理

BET方程(Brumaucr、Emmett、Teller)
该方程是Brunauer、Emmett和Tdler等人基于多分子层吸附模型推导出来的。 BET理论认为吸附过程取决于范德华力。由于这种力的作用，可使吸附质在吸附 剂表面吸附一层以后，再一层一层吸附下去，只不过逐渐减弱而已。 BET吸附模型是在朗格缪尔等温吸附模型基础上建立起来的，BET方程是等温多 分子层的吸附模型，其假定条件为： a. 吸附剂表面为多分子层吸附； b. 被吸附组分之间没有相互作用力，吸附的分子可以累叠，而每层的吸附服从朗 格缪尔吸附模型； c. 第一层吸附释放的热量为物理吸附热，第二层以上吸附释放的热量为液化热； d. 总吸附量为各层吸附量的总和。
按吸附剂再生方法分类
吸附过程还可以根据吸附剂的再生方法分为变温吸附 (tempera1ure swing adsorption，TSA)和变压吸附(pressure swing adsorption，PSA)。在TSA循环中，吸附剂主要靠加热法得到再 生。一般加热是借助预热清洗气体来实现，每个加热一冷却循 环通常需要数小时乃至数十小时。因此，TSA几乎专门用于处 理量较小的物料的分离。 PSA循环过程是通过改变系统的压力来实现的。系统加压 时，吸附质被吸附剂吸附，系统降低压力，则吸附剂发生解吸， 再通过惰性气体的清洗，吸附剂得到再生。由于压力的改变可 以在极短时间内完成，所以PSA循环过程通常只需要数分钟乃 至数秒钟。PSA循环过程被广泛用于大通量气体混合物的分离。
设吸附剂表面覆盖率为θ，则θ可以表示为 θ=q/qm 式中：qm——吸附剂表面所有吸附点均被吸附质覆盖时的吸附量，即饱和 吸附量。 气体的脱附速率与汐成正比，可以表示为kdθ，气体的吸附速率与剩余吸附 面积(1—θ) 和气体分压成正比，可以表示为kap(1一θ)。吸附达到平衡时， 吸附速率与脱附速率相等，则 θ/(1-θ)=kap/kd 式中：ka——吸附速率常数； kd——脱附速率常数。

生物分离工程分

生物分离工程分

第一章绪论一、生物分离工程在生物技术中的地位？生物技术的主要目标是生物物质的高效生产，而分离纯化是生物产品工程的重要环节。

因此，生物分离是生物技术的重要组成部分。

生物分离工程是生物技术的下游技术，用于目标产物的提取、浓缩、纯化以及成品化。

二、生物分离工程的特点是什么？1．产品丰富，产品的多样性导致分离方法的多样性2．绝大多数生物分离方法来源于化学分离3．生物分离一般比化工分离难度大三、生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？生物分离过程一般分四步：1.固-液分离（不溶物的去除）离心、过滤、细胞破碎，目的是提高产物浓度和质量2.浓缩（杂质粗分）离子交换吸附、萃取、溶剂萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、双水相萃取以上分离过程不具备特异性，只是进行初分，可提高产物浓度和质量。

3．纯化色谱电泳沉淀以上技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。

4．精制结晶干燥四、在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？（1）产品价值（2）产品质量（3）产物在生产过程中出现的位置（4）杂质在生产过程中出现的位置（5）主要杂质独特的物化性质是什么（6）不同分离方法的技术经济比较上述问题的考虑将有助于优质、高效产物分离过程的优化。

五、生物分离效率有哪些评价指标？1.目标产品的浓缩程度——浓缩率m2．系数α回收率REC第二章细胞分离与破碎一、细胞破碎的目的意义由于有许多生化物质存在于细胞内部，必须在纯化以前将细胞破碎，使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏（增大通透性）或破碎，释放其中的目标产物，然后方可进行提取。

二、细胞破碎方法的大致分类破碎方法可归纳为机械破碎法和非机械破碎法两大类，非机械破碎法又可分为化学（和生物化学）破碎法和物理破碎法。

1．机械破碎处理量大、破碎效率高速度快，是工业规模细胞破碎的主要手段。

细胞的机械破碎主要有高压匀浆、研磨、珠磨、喷雾撞击破碎和超声波破碎等。

2．化学（和生物化学）渗透破碎法（1）渗透压冲击法（休克法）（2）酶溶（酶消化）法3．物理破碎法1）冻结－融化法（亦称冻融法）（2）干燥法空气干燥法真空干燥法冷冻干燥法喷雾干燥法三、化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点？化学渗透破碎法与机械破碎法相比优点：化学渗透破碎法比机械破碎法的选择性高，胞内产物的总释放率低，特别是可有效地抑制核酸的释放，料液的粘度小，有利于后处理过程。

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取倒数： 取倒数：
1 B 1 C C − = + • ( S −Cq B 0 B 0 C C ) q q S
(6－7)
BET公式包括了朗谬尔公式： BET公式包括了朗谬尔公式： 公式包括了朗谬尔公式 设
C BET公式可写成 公式可写成： ，s 且C<<Cs，则BET公式可写成： B= m
C /m C C /m C • q • q 0 S 0 S q= = 1 ( / − / ( − ) 1 C /m− C C C + C m C C ) C C + ( ) 1 / S S S S S 1mC / • q 0 = 1 Cm + /
习题
1、在做静态吸附实验时，当吸附剂与吸附 、在做静态吸附实验时， 质达到吸附平衡时（此时吸附剂未饱和）， 质达到吸附平衡时（此时吸附剂未饱和）， 再往废水中投加吸附质， 再往废水中投加吸附质，请问吸附平衡是 否被打破？吸附剂吸附是否有变化？ 否被打破？吸附剂吸附是否有变化？ 2、何谓吸附等温线？常见的吸附等温线有 、何谓吸附等温线？ 哪几种类型？ 哪几种类型？吸附等温式有哪几种形式及 应用场合如何？ 应用场合如何？ 3、何谓吸附带与穿透曲线？吸附带的吸附 、何谓吸附带与穿透曲线？ 容量如何利用？ 容量如何利用？
6.1.3 等温吸附模型
一、吸附平衡 1.定义 定义 当吸附质的吸附速率=脱附速率（即V吸附=V脱附）， 即在单位时间内吸附数量等于脱附的数量，则吸 附质在溶液中的浓度C与在吸附剂表面上的浓度都 不再变时，即达到吸附平衡，此时吸附质在溶液 的浓度C叫平衡浓度 平衡浓度
2.吸附容量 e(g/g) 吸附容量q 吸附容量 衡量吸附剂吸附能力的大小， 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 质的重量（ ）。 质的重量（g）。
溶液浓度C↑，则U↑ 溶液浓度 ， 颗粒直径d↓， 颗粒直径 ，则U↑ 加强搅动， 加强搅动，则U↑ 而颗粒内部扩散速度V=f（ 细孔大小与 （ 而颗粒内部扩散速度 构造，吸附质的d） 构造，吸附质的 ） 吸附剂颗粒直径d↓， 。 吸附剂颗粒直径 ，V↑。 d的大小对内、外部扩散都有很大影响， 的大小对内、外部扩散都有很大影响， 的大小对内 d↓,V↑。所以，粉末状活性炭比粒状活 ↓ ↑ 所以， 性炭的吸附速度要快，接触时间短， 性炭的吸附速度要快，接触时间短，设 备容积小。 备容积小。
·过渡孔（中孔）：2~100nm，0.02 0.10mL/g，占比表面 过渡孔（中孔）：2 100nm，0.02~0.10mL/g 0.10mL/g， 过渡孔 ）： 100nm <5%，吸附量不大，起吸附作用和通道作用。 积<5%，吸附量不大，起吸附作用和通道作用。 ·大孔：100~1000nm，0.2~0.5mL/g，占比表面积很小， 大孔： 大孔 ， ，占比表面积很小， 吸附量小，提供通道。 吸附量小，提供通道。 C、粒度的大小可分为粒状炭GAC（直径大于0.1mm)和粉 粒度的大小可分为粒状炭GAC（直径大于0.1mm)和粉 GAC 0.1mm) 末炭PAC(直径小于0.074mm PAC(直径小于 末炭PAC(直径小于0.074mm ） D、活性炭密度 、 视密度： 视密度：堆放及间隙在内的密度 湿密度： 湿密度：自身孔隙中充满水时测得的密度 E、灰分 、 表明活性炭中无机成分的含量， 表明活性炭中无机成分的含量，一般优质活性炭的灰分 比较低在5-8% 比较低在
VC − ) ( 0 C q= e W
（6-1） ）
式中：V—废水容积；W—活性炭投量，g C0—废水吸附质浓度（g/L） C—吸附平衡浓度，吸附平衡时水中剩余的吸附质 浓度mg/L qe=f(C、T)，当T不变时，即T恒定，则qe=f(C)，叫 吸附等温线。
3.吸附等温线 吸附等温线 在一定T 在一定T下，q随平衡浓度C变化的曲线 随平衡浓度C （q=f(C)）叫吸附等温线。用数学公式描述 q=f(C)）叫吸附等温线。 则叫吸附等温式。 则叫吸附等温式。 4.吸附等温式（三种） 4.吸附等温式（三种） 吸附等温式 朗格谬公式 表示I 表示I型吸附等温线的有弗里德利希公式 表示II型吸附等温线的有BET公式 表示II型吸附等温线的有BET公式 II型吸附等温线的有BET
令b=1/m，a=qo b=1/m，
qa b e m x C q= 1 C + e
……朗格谬式 朗格谬式
BET公式可以适应更广泛的吸附现象。 公式可以适应更广泛的吸附现象。 公式可以适应更广泛的吸附现象 ※吸附量q是选择吸附剂和吸附设备的重 吸附量 是选择吸附剂和吸附设备的重 要参数， 决定吸附剂再生周期的长短 决定吸附剂再生周期的长短， 要参数，q决定吸附剂再生周期的长短， q越大，再生周期越长，再生剂用量及其 越大，再生周期越长， 越大 费用越小。 通过吸附试验来确定 通过吸附试验来确定。 费用越小。q通过吸附试验来确定。
活性炭
活化剂： 活化剂：ZnCl2
蒸汽高温活化 粉末状活性炭 粒状活性炭（园柱状、球状） 粒径2~4mm 粒状活性炭（园柱状、球状），粒径 棒状活性炭： 棒状活性炭：Φ50mm，L=255mm ，
6.2.2 活性炭的性质 1、物理性质 A、比表面积 、 活性炭所具有的表面积。 每g活性炭所具有的表面积。活性炭的 活性炭所具有的表面积 比表面积为：500~1700m /g，99.9%的表面 比表面积为：500~1700m2/g，99.9%的表面 在多孔结构颗粒的内部。 积，在多孔结构颗粒的内部。 B、细孔构造 ·微孔：<2nm，0.15~0.90mL/g，占比表面 微孔：<2nm，0.15~0.90mL/g， 微孔 nm 积的95%以上，起吸附作用， 95%以上 积的95%以上，起吸附作用，吸附量以小孔 吸附为主。 吸附为主。
3、吸附性质 、 常反映吸附性质的参数有： 碘值：在一定条件下活性炭吸附碘的量 （对小分子物质的吸附性能） 糖蜜值：表示活性炭对大分子物质的吸 附性能。 四氯化碳吸附值 亚甲基蓝指数 苯酚吸附值等
6.2.3 吸附的影响因素 1.吸附剂的性质：吸附剂的种类、颗粒大 吸附剂的性质：吸附剂的种类、 吸附剂的性质 比表面积，颗粒的细孔构造与分布、 小、比表面积，颗粒的细孔构造与分布、 吸附剂是否是极性分子等。 吸附剂是否是极性分子等。 2.吸附质的性质： 2.吸附质的性质： 吸附质的性质 （1）溶解度：越低越容易吸附，具有较大 ）溶解度：越低越容易吸附， 的影响。 的影响。 （2）使液体表面自由能 降低得越多的吸 ）使液体表面自由能W降低得越多的吸 附质则越容易被吸附。 附质则越容易被吸附。
第六章
吸 附
思考题
1、活性炭等温吸附试验的结果可以说明哪 、 些问题？ 些问题？ 2、活性炭柱的接触时间和泄漏时间指什么， 、活性炭柱的接触时间和泄漏时间指什么， 两者有什么关系？ 两者有什么关系？ 3、吸附区高度对活性炭柱有何影响？如何 、吸附区高度对活性炭柱有何影响？ 从泄漏曲线估计该区的高度？ 从泄漏曲线估计该区的高度？ 4、什么叫生物活性炭法，有什么特点？ 、什么叫生物活性炭法，有什么特点？ 5、什么物质易为活性炭吸附？什么物质难 、什么物质易为活性炭吸附？ 于被吸附？ 于被吸附？
3.BET公式（多层吸附） . 公式（ 公式 多层吸附）
Bq C0 q= （6-6） ） e (C −C[1 (B− )C/C ] ) + 1 s S
式中:q 单分子吸附层的饱和吸附量 单分子吸附层的饱和吸附量,g/g 式中 o—单分子吸附层的饱和吸附量 Cs—吸附质的饱和浓度 吸附质的饱和浓度,g/L 吸附质的饱和浓度 B—常数；C—平衡浓度，g/L 常数； 平衡浓度， 常数 平衡浓度
1பைடு நூலகம் / e
C——吸附质平衡浓度（g/L） q——吸附容量
1 取对数： g e g g e 取对数： l q =l K+ l C n
对确定的K和 时 吸附力函数)越小 对确定的 和 Ce时 ， 1/n(吸附力函数 越小 ， 吸附 吸附力函数 越小， 性能越好， 性能越好，1/n=0.1~0.5，容易吸附； ，容易吸附； 1/n>2，则难吸附。1/n较大则采用连续吸附，反之 ，则难吸附。 较大则采用连续吸附 较大则采用连续吸附， 采用间歇吸附。 采用间歇吸附。
6.2 吸附剂
主要有活性炭、高岭土、膨润土、活性氧化铝、 主要有活性炭、高岭土、膨润土、活性氧化铝、 大分子吸附树脂、磺化煤、沸石、硅藻土、 大分子吸附树脂、磺化煤、沸石、硅藻土、焦 炭、木炭等。 1、活性炭的制备 、
高温炭化 活化,800~900℃ ℃ 活化
木材、煤、果壳 木材、
炭渣
隔绝空气， 隔绝空气，600℃ ℃
6.1.2吸附的分类 吸附的分类 固体表面自由能降低趋势。 固体表面自由能降低趋势。 1. 物理吸附 ： 靠 分子间力 产生的吸附 ， 可吸附 物理吸附： 分子间力产生的吸附 产生的吸附， 多种吸附质，可形成多分子吸附层。吸附━ 多种吸附质，可形成多分子吸附层。吸附━解 吸是可逆过程，吸附热低，吸附速度快， 吸是可逆过程，吸附热低，吸附速度快，无吸 附选择性。 附选择性。 2. 化学吸附 ： 由 化学键力 引起的吸附 ， 能形成 化学吸附： 化学键力引起的吸附 引起的吸附， 单分子吸附层，并具有选择性，同时是不可逆 单分子吸附层，并具有选择性， 吸附热较高，高温下才能吸附， 的，吸附热较高，高温下才能吸附，吸附速度 因化学健不同而差别。 因化学健不同而差别。 上面二种吸附往往是相伴发生， 上面二种吸附往往是相伴发生，而不能严格分 是几种吸附综合作用的结果， 开，是几种吸附综合作用的结果，可能存在以 某种吸附为主。 某种吸附为主。
2、化学性质 、 由于活性炭表面形成了复杂的含氧官能团以及 碳氢化合物。官能团相对数量决定其极性强弱 和吸附性能。 一般把活性炭表面氧化物分为 酸性官能团 碱性官能团 两种官能团的形成条件 300-500℃以下用湿空气制造的活性炭以酸性 官能团为主 800-900 ℃以下用空气、蒸汽或二氧化碳为活 化炭活化氧化剂制造的活性炭碱性占主 500-800 ℃之间制造活性炭两性