吸附剂吸附的原理

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钢渣吸附剂的制备及吸附性能研究

作者：宋娟娟 涂 立

来源：《中国新技术新产品》2009年第06期

摘要：对电炉钢渣进行破碎、筛分等处理后制备成钢渣吸附剂，在实验室中用该吸附剂处理含铬废水，并在不同条件下对它的吸附性能进行了分析，得到了最佳的吸附条件。实验结果表明:处理后废水中Cr(Ⅵ)的浓度低于1.0 mg/L，可以达标排放。利用钢渣吸附剂处理含铬废水，可以以废治废，变废为宝，具有较好的环境效益和经济效益。

关键词：钢渣；含铬废水；吸附剂

前言

钢渣是钢铁企业生产过程中产生的一种固体废弃物。钢渣疏松多孔，比表面积大，具有一定的吸附能力，而且钢渣的密度大，在水中的沉降速度快，易于固液分离，可以用作吸附材料来处理工业废水[1]。国外文献曾报道了钢渣作为吸附剂在处理染料、造纸废水中的应用，钢渣处理废水中铜离子、镍离子、铅离子的应用等[2-3]。本文通过试验研究其对含铬废水的处理效果。

1 实验部分

1.1 实验材料

本实验采用某钢厂的电炉钢渣，各成分含量分别为: MnO 3.29% ，Fe2O3 38.83%，

Al2O30.18% ， SiO2 12.33% ， CaO 32.73% ， MgO 10% ，其他2.64%。

1.2 实验模拟含铬废水

含铬废水用K2Cr2O7配制，Cr(Ⅵ)质量浓度控制为100mg/L。

1.3 监测方法

采用二苯碳酰二肼分光光度法测定Cr(Ⅵ)的浓度[4]。 龙源期刊网

1.4 钢渣吸附剂的制备

将上述钢渣磁选、筛分后得到粒径小于5mm、含铁量在8%以下的的钢渣尾渣，再加入表面活性剂和自制助磨剂后，置于实验小磨中进行粉磨， 表面活性剂的加入保证了钢渣粉末微粒粒度适宜、性能均匀，从而得到疏松多孔的产品， 而自制助磨剂的加入使得粉磨过程省时节能，也保证产品粒度均匀。最后以15%的HCl对钢渣进行酸洗，去除钢渣中Mn、Fe和Al等有害离子，即得钢渣吸附剂产品。

第３６卷第２期　２００８年２月　化学工程　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ（ＣＨＩＮＡ）　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．２　Ｆｅｂ．２０ｏ８　

四种生物吸附剂对铀的吸附性能研究　

夏良树　ｒ，谭凯旋　，邓帛辉　，邓昌爱　，王　孟　（１．中国科学院广州地球化学研究所，广东广州５１０６４０；　２．南华大学化学化工学院，湖南衡阳４２１００１；３．湖南中成化工有限公司，湖南株洲４１２００５）　

摘要：以保护环境为目的，以寻求廉价而有效的生物吸附材料为出发点，研究了啤酒酵母菌、北海海草、榕树叶、杉　树皮等４种吸附剂对铀的吸附性能的影响。结果表明：４种吸附剂对低浓度铀具有很好的富集作用，其吸附率都在　９９％以上；每种吸附剂都存在１个最适ｐＨ值和１个最佳投放质量浓度，依次对应为４．０＿５．０，４—４．５，３．５—４．０，　３．０－一４．０和１０，１２，８，１０　ｇ／Ｌ；４种生物吸附剂对铀吸附符合Ｆｒｅｕｎｄ｜ｉｃｈ和Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温方程，且吻合良好；另　外４种吸附剂对铀的吸附在吸附量之间存在较大差别，在同一平衡浓度下，吸附量大小顺序为：啤酒酵母菌＞榕树　叶＞北海海草＞杉树皮。　关键词：啤酒酵母菌；榕树叶；杉树皮；海草；铀；生物吸附剂　中图分类号：Ｘ　７０３．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５－９９５４（２００８）０２－０００９－０４　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｖｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｕｒａｎｉｕｍ　ｂｙ　４　ｂｉｏｓｏｒｂｅｎｔｓ　

ＸＩＡ　Ｌｉａｎｇ・ｓｈｕ　’　，ＴＡＮ　Ｋａｉ・ｘｕａｎ　，ＤＥＮＧ　Ｂｏ・ｈｕｉ　，ＤＥＮＧ　Ｃｈａｎｇ・ａｉ　，ＷＡＮＧ　Ｍｅｎｇ　（１．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１０６４０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，　Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ，Ｈｅｎｇｙａｎｇ　４２１００１，　Ｈｕｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ；３．Ｈｕｎａｎ　Ｚｈｏｎｇｃｈｅｎｇ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｚｈｕｚｈｏｕ　４１２００５，Ｈｕｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）　

吸附剂的原理与应用

一、引言

吸附剂是一种能够吸附其他物质的物质。它具有广泛的应用领域，包括环境治理、化工工艺、医药等。本文将介绍吸附剂的原理和应用，并重点讨论几种常用吸附剂的特点和应用场景。

二、吸附剂的原理

2.1 吸附现象

吸附是指物质在接触或接近表面时，由于表面吸引力的作用，被表面捕获并留在表面的现象。吸附剂通过这一现象能够吸附其他物质。

2.2 吸附过程

吸附过程可以分为物理吸附和化学吸附两种类型。

物理吸附是因为吸附剂表面的范德华力而产生的吸附现象。它的特点是吸附剂与被吸附物质之间的相互作用较弱，通常是通过分子间力来实现吸附。

化学吸附是指吸附剂与被吸附物质之间发生化学反应而产生吸附现象。化学吸附通常需要一定的活化能，而且在吸附过程中会出现化学键的形成和断裂。

三、常用吸附剂及其应用

3.1 活性炭

活性炭是一种具有高表面积和高孔隙度的吸附剂。它广泛应用于水处理、空气净化和废气处理等领域。

• 水处理：活性炭可以吸附水中的重金属离子、有机物和杂质等，使水质得到改善。

• 空气净化：活性炭可以吸附空气中的有害气体和异味，提高空气质量。

• 废气处理：活性炭可以吸附废气中的有毒有害物质，净化废气排放。

3.2 分子筛

分子筛是一种材料具有能够吸附分子大小相近的物质的特点。它广泛应用于分离纯化和催化反应等领域。

• 分离纯化：分子筛可以根据分子大小选择性地吸附物质，用于分离和纯化混合物中的目标成分。 • 催化反应：分子筛表面具有催化活性位点，可用于催化反应，提高反应效率。

3.3 吸附树脂

吸附树脂是一种聚合物材料，具有吸附性能。它广泛应用于工业生产和生物医药等领域。

• 工业生产：吸附树脂可用于分离和纯化化工产品中的目标组分。

• 生物医药：吸附树脂可用于制备和纯化生物药物、酶等生物制品。

四、吸附剂的优势与局限性

4.1 优势

• 高效：吸附剂具有较大的表面积和孔隙度，可以提高吸附效率。

吸附的技术原理及应用

1. 吸附技术的概述

吸附是一种通过基质表面上的物理或化学作用从气体或液体中吸附物质的过程。它是一种常见的分离与纯化方法，被广泛应用于各个领域，如环境保护、化工、制药等。吸附技术具有高效、低成本、易操作等优点，因此备受关注。

2. 吸附技术的原理

吸附技术的原理基于物质表面的相互作用力，主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。

2.1 物理吸附

物理吸附是指在表面作用力的作用下，通过范德华力或静电吸引力将气体或液体中的物质吸附到固体表面上。物理吸附的特点是吸附剂与吸附质之间的相互作用力较弱，吸附剂可重复使用。常见的物理吸附材料包括活性炭、分子筛等。

2.2 化学吸附

化学吸附是指吸附剂与吸附质之间发生化学反应，形成化学键而实现吸附。化学吸附的特点是吸附剂与吸附质之间形成强化学键，吸附剂往往不能重复使用。常见的化学吸附材料包括活性氧化铝、离子交换树脂等。

3. 吸附技术的应用

吸附技术在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的应用领域。

3.1 空气净化

吸附技术在空气净化中起到重要作用。通过选择适当的吸附剂，可以有效去除空气中的有害气体和颗粒物。例如，活性炭可以去除空气中的甲醛、苯等有机污染物，而分子筛则可以去除水分子中的氧气和二氧化碳。

3.2 废水处理

吸附技术也广泛应用于废水处理领域。通过使用吸附剂将废水中的有机污染物吸附到固体表面上，可以实现废水的净化和回收利用。离子交换树脂是常用的吸附材料，它可以吸附废水中的重金属离子和有机溶剂。 3.3 药物提纯

在制药过程中，吸附技术被广泛用于药物的提纯。通过使用特定的吸附剂，可以选择性地吸附目标物质，去除其他杂质。这种方法不仅能够提高药物的纯度，还可以提高药物的产量和质量稳定性。

3.4 气体分离

吸附技术在气体分离中也有广泛应用。通过选择具有不同亲和性的吸附剂，可以实现对混合气体中特定成分的分离。例如，PSA（Pressure Swing Adsorption）技术可以将二氧化碳从天然气中分离出来。