33吸附作用
吸附过程及危险性分析
吸附过程及危险性分析
吸附是一种物理吸附过程，指的是固体表面吸附气体或溶液中
的物质。这种物理吸附是分子间作用力相互作用形成物质体系的一
种反应形式。吸附过程常见于各种化工反应、水处理及空气净化等
行业，具有广泛的应用价值。
吸附过程的机理是：吸附剂表面的活性中心与待吸附物质分子
之间的化学键作用，吸附剂表面对待吸附物提供一种吸附场，使待
吸附物在吸附剂表面上停留，并通过化学键形成吸附层。吸附过程
有两个主要阶段：吸附平衡和吸附动力学。吸附平衡是指吸附剂和
被吸附物之间达到稳定的吸附比例，这是相对稳定的状态；而吸附
动力学则是指吸附过程中被吸附物分子和吸附剂之间相互作用的速
度和动力学特征，这是一种动态的过程。
尽管吸附具有广泛的应用，但吸附过程也存在一些危险性问题。首先，吸附过程会产生废气、废液等污染物，对环境造成负面影响。因此，在各种反应过程中需要采取相应的污染防治措施。其次，吸
附过程涉及到制备和使用吸附剂的安全问题。例如，在催化剂生产
过程中，催化剂是通过吸附剂制得的，而这些吸附剂通常会受到有
毒有害气体的污染。如果操作不当，会危及生产工人的安全，因此
需要严格的操作规程和安全措施。此外，在吸附剂的使用过程中，
可能会产生剧烈反应、火灾、爆炸等意外事故，这需要采取相应的
安全防护措施。
为了保证吸附过程的安全性，需要注意以下几点。首先，需要
在制备吸附剂的过程中采取相应的污染防治措施，防止污染物对吸
1
水处理必备基础知识
50条水处理必备基础知识
1、什么是水体自净？
水体自净：受污染的河流经过物理、化学、生物等方面的作用，使污染物浓度降低或转化，水体恢复到原有的状态，或者从最初的超过水质标准降低到等于水质标准。
2、污水处理的基本方法有哪些？
污水处理的基本方法：就是采用各种手段和技术，将污水中的污染物质分离去除，回收利用，或将其转化为无害物质，使污水得到净化。一般分为给水处理和污水处理。
3、现在污水处理技术有哪些？
现代污水处理技术，按作用原理可分为物理处理法，化学处理法，生物处理法。
4、五个水的测量指标
生化需氧量（BOD）：是指在有氧的条件下，由于微生物的作用，降解有机物所需的氧量。是表示污水被有机物污染的综合指标。
理论需氧量（thOD）：水中某一种有机物的理论需氧量。通常是指将有机物中的碳元素和氢元素完全氧化为二氧化碳和水所需氧量的理论值（即按完全氧化反应式计算出的需氧量）。
总需氧量（TOD）：是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中
变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以02的mg/L表示。
化学需氧量（COD）：是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质
（一般为有机物）的氧当量。
总有机碳（TOC）:是指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。
5、什么情况采用生化法处理？
一般认为BOD/COD值大于0.3的污水才适于采用生化法处理。
6、生活饮用水的卫生标准是什么？
生活饮用水卫生标准的物理指标：色，浑浊度，臭和味。
7、什么是水体富营养化？
物理化学实验答案1
物理化学实验答案1
一、溶液中的等温吸附
五、注意事项
1.溶液的浓度配制要准确，活性炭颗粒要均匀并干燥
2.醋酸是一种有机弱酸，其离解常数Ka=1.76某，可用标准碱溶液直接滴定，化学计量点时反应产物是NaAc，是一种强碱弱酸盐，其溶液pH 在8.7左右，酚酞的颜色变化范围是8-10，滴定终点时溶液的pH正处于其内，因此采用酚酞做指示剂，而不用甲基橙和甲基红。直到加入半滴NaOH标准溶液使试液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。
3．变红的溶液在空气中放置后，因吸收了空气中的CO2，又变为无色。4.以标定的NaOH标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2，以它测定醋酸的浓度，用酚酞做为指示剂，则测定结果会偏高。为使测定结果准确，应尽量避免长时间将NaOH溶液放置于空气中。七、讨论
1.测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当，即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附，又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。
2.按朗格谬尔吸附等温线的要求，溶液吸附必须在等温条件下进行，使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡，使之达到平衡。本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。实验过程中温度会有变化，这样会影响测定结果。
3．由实验结果可知，活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附，可用Langmuir吸附等温式表征其吸附特性。用溶液吸附法测定活性炭比表面积，不需要特殊仪器，但测定过程中要防止溶剂挥发，以免引起测量误差。此外，由于忽略界面上被溶剂占据部分，因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。但由于方法简便，可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。八、思考题（供参考）
吸附法
中等极性吸附剂具有甲基丙烯酸酯的结构（以多功能 团的甲基丙烯酸酯作为交联剂），也称为脂肪族吸附剂。
（二）、吸附的类型 A 物理吸附
吸附剂和吸附物通过范德华力产生的吸附。 特点： 1、全界面吸附：吸附不限于一些活性中心，而是整 个自由界面。
2、放热，吸附热较小。分子被吸附后动能降低，故 是放热过程。吸附热较小，在(2.09－4.18)xl04J /mol的范围 内。
3、活化能小：吸附物分子的状态变化不大，需要
21 吸 附 法
在人类生活中，固体吸附很 早就有所使用，从马王堆出土的
二千年前西汉墓中残存有木炭就
足以说明。
吸附在生产上，用于除臭、脱色、吸湿、防潮等 方面较多，吸附在工业上应用也很早，特别是近十几年 发展尤其迅速。
• 吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性
吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。
固体表面分子(或原子)处于特殊的状态。 固体内部分子所受的力是 平衡的。但界面分子的力场是 不饱和的，即存在一种固体的 表面力，它能从外界吸附分子、 原子、或离子，并在吸附剂表
面附近形成多分子层或单分子
层。
几个概念：
吸附作用：物质从气体或液体中浓缩到固体表面，从
而达到分离的过程.
吸附剂：表面上能发生吸附作用的固体。 吸附物：被吸附的物质。
7、没有严格的选择性。由于分子力的普遍存在，一
缓蚀剂的吸附行为
缓蚀剂吸附行为
缓蚀剂科学的基础来源于对吸附现象的认识。缓蚀剂在金属表面的吸附不仅能改变腐蚀过程的局部反应动力学，而且能够改变金属的表面状态。近年来，随着缓蚀体系一些新的特异现象的发现，以及新的研究手段的运用，缓蚀剂吸附行为研究取得了新的进展。
缓蚀剂分子与金属表面通过物理吸附(静电作用)和化学吸附(化学键)相互作用，从而减缓金属的腐蚀，这是缓蚀剂作用的本质，如下图所示：
物理吸附和化学吸附示意图
(a)物理吸附 (b)化学吸附
在腐蚀介质中注入吸附型（界面型）缓蚀剂后，会在金属基体表面发生吸附，一方面使基体表面的电荷分布与界面特性发生改变，稳定基体表面的能量状态，增加腐蚀电化学反应的能垒；另一方面会有一层由缓蚀剂中的非极性基团构成的疏水膜形成于基体表面，排开腐蚀介质，阻滞了腐蚀介质向金属表面的传质过程和电荷转移过程。
1.物理吸附
缓蚀剂在溶液中形成离子，金属表面会带电荷，它们之间可产生静电引力与范德华力，这是缓蚀剂能够在金属表面发生物理吸附的根源。静电引力发挥着关键作用，其吸附受温度变化影响小、迅速且可逆、吸附热低。对物理吸附具有重要影响的因素是金属表面的带电情况。
金属表面带电情况与金属自腐蚀电位及零电荷电位(无电荷存在于金属表面时的电位)之间的关系有关：①金属在腐蚀介质中的腐蚀电位高于零电荷电位时，所带正电荷使阴离子缓蚀剂容易发生吸附；
②金属在腐蚀介质中的腐蚀电位低于零电荷电位时，所带负电荷使阳离子缓蚀剂容易发生吸附；③金属在腐蚀介质中的腐蚀电位等于零电荷电位时，不存在电荷使非离子缓蚀剂容易发生吸附。
第六章 有毒有害气体吸附净化法
3．吸附质、吸附剂：
在固体表面积蓄的组分称为吸附质 (absorbate)，
多孔固体称为吸附剂(absorbent)，其 主要特征为具有多孔结构和很大的比 表面积。
4．吸附技术： 目前已经开发出以下三类吸附过程流程：
1）变温吸附。吸附通常在环境温度进行，而 解吸在直接或间接加热吸附剂的条件下完成 ，利用温度的变化实现吸附和解吸再生循环 操作。
接触过滤吸附操作所用设备主要有釜式或槽式，设 备结构简单，操作容易。广泛用于活性炭脱除糖液 中的颜色等方面。
2 固定床吸附操作
固定床吸附操作是把吸附剂均匀堆放在吸附 塔中的多孔支承板上，含吸附质的流体可以 自上而下流动，也可自下而上流过吸附剂。 在吸附过程中，吸附剂不动。
通常固定床的吸附过程与再生过程在两个塔 式设备中交替进行，如图所示，•表示阀门关 闭，o表示阀门打开。吸附在吸附塔1中进行 ，当出塔流体中吸附质的浓度高于规定值时 ，物料切换到吸附塔2，与此同时吸附塔1采 用变温或减压等方法进行吸附剂再生，然后 再在塔1中进行吸附，塔2中进行再生，如此 循环操作。
水分有很强的吸附能力，可脱水至<1*10-6。用不同的原 料，在不同的工艺条件下，可制得不同结构、不同性能 的活性氧化铝。
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。
第4章 表面活性剂在固液界面的吸附作用
(2)表面活性剂在固－液界面的吸附量测定
④粘附张力法:
根据吊片法测定液体表面张力的原理，以低能固 体作成吊片， 应用测力装置(如电天平）测定吊 片底边接触液体吋所受拉力f，并进一步求算吸附 量的方法。
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.2 稀溶液吸附 4.影响稀溶液吸附的一些因素(含教材4.1.3内容) (1). Traube规则 极性吸附剂易进入极性较大的相，即极性吸附剂易自非极 性溶剂中吸附极性吸附质，非极性吸附剂易自极性溶剂中吸
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概述
与气液界面和液液界吸附不同，测定固液界面张 力(实际应为固体表面能)非常困难，没有进行基 于界面张力的吸附理论研究。 固体与界面活性剂相接触时，根据固体与界面活 性剂间的相互作用进行着各样类型的吸附，大致 分为物理吸附和化学吸附。 固液界面的吸附多以吸附等温线为基础进行研究。 固液界面吸附量测量容易。测定由于吸附而引起 的溶液浓度的变化即可以在一定温度下测定吸附 量。
附非极性吸附质。
氮气吸附法(等温吸附)
❖ 吸附时首先发生多分子层吸附，只有当 孔壁上的吸附层达到足够厚度时才能发 生凝聚现象。
❖ 在与吸附相同的比压下脱附时仅发生在
毛细管中的液面上的蒸汽，却不能使相
同比压下吸附的分子脱附。要使其脱附
，就需要更小的比压，故出现脱附的滞
13 后现象。
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H1型迟滞回线
❖ 均匀大小且形状规则 的孔
❖ – 有可逆性
❖ 化学吸附：是气体分子与材料表 面的化学键合过程。
❖ – 只发生单层吸附
❖ – 选择性吸附(特定气体主要H2, CO, O2对体系中各组分的特定吸 附)
❖ – 无可逆性
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2.吸附理论
吸附平衡等温线
❖ 吸附平衡等温线分为吸 附和脱附两部分。吸附 平衡等温线的形状与材 料的孔组织结构有关。
❖多孔固体因毛细凝结（capillary condensation）而 引起的吸着作用也称为吸附作用
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1.吸附现象
按吸附作用力性质的不同，可将吸附分为物 理吸附和化学吸附。
❖ 物理吸附：是由范得华力引起 的气体分子在固体表面及孔隙 中的冷凝过程。
❖ – 可发生单层吸附,多层吸附
❖ – 非选择性吸附
孔的毛细效应对 吸附等温线的影响
脱附过程： ➢毛细凝聚后的液面曲率半径小于毛细凝聚前 ➢吸附质在孔壁接触角不为0，前进角大于后退角 氮气的吸附等温线滞后环闭合点 一般在P/P0=0.42~0.50之间。 此时毛细凝聚的张力等于液面的抗拉强度
交换吸附作用的特点
交换吸附作用的特点
交换吸附作用的特点包括：
1. 静电引力作用：吸附质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上，并置换出原先固定在这些带电点上的其他离子。
2. 有一定的选择性：同价阳离子的交换势大致是原子序数越高，交换势越大，但是稀土元素正好相反。
3. 温度和浓度对离子的交换势影响很大。
4. 氢离子对阳离子的交换势比氢氧根离子大。
气固吸附理论
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气固吸附理论
气固吸附是界面吸附的一个主要组成部分，它涉及到催化、气体的净化和分离、环境保护等工业过程，具有重要的应用背景。二十世纪前半期，人们已相继提出了许多吸附等温方程，并从模型入手建立了若干气固吸附理论，使吸附现象得到了定量乃至本质的描述。本专题旨在介绍几个有影响的气固吸附理论和吸附等温式。
1. Langmuir 单分子层吸附理论
1916年，美国物理化学家Langmuir Irving （朗缪尔）根据固体表面原子的力的不饱和性和分子间作用力随距离增大迅速衰减的事实，首先提出了一个单分子层吸附理论，这个理论建立在如下模型的基础上：
① 固体表面存在一定数量的活性位site) (active ，它们能够吸附气体分子，但每个活性位只能吸附一个分子，因此，吸附是单分子层的。
② 这些活性位均匀地分布在固体表面上，且每一个活性位具有相同的吸附活性，或者说，无论气体分子吸附在哪个活性位上，释放的热量是一样的。
③ 已吸附的气体分子间不相互作用，换句话说，气体分子的吸附和脱附均与已吸附的周围分子无关。
于是，Langmuir 根据吸附达动态平衡时，吸附速率应等于脱附速率，用动力学方法作了如下推导：设吸附达平衡时，已被吸附的活性位占总活性位的分数为θ，气体的平衡压力为p ，则吸附速率不仅与压力p 成正比，而且也应与裸露的活性位分数θ−1成正比，即
)1(θα−=p r a (42-1)
式中α为比例系数。
脱附速率则除了与活性位的覆盖分数θ成正比外，还应与已吸附的气体分子中具有逃离活性位所需能量的分子分数成正比。这个分子分数按Boltzmann 分布定律可表示为
土壤胶体与吸附性
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表面能：界面上的物质分子(表面分子)所具有的多余 的不饱和能量。
颗粒愈细，比面愈大，表面能也愈强。因而颗粒微细的 土壤胶体具有巨大的表面能，使其具有很强的表面活性。
作用：能吸附各种重金属等污染元素，有较大的缓冲能
力，保持土壤元素，忍受酸碱变化，减轻某些毒性物质的危
b. 阳离子交换按等量关系进行，等价交换
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c. 交换反应的速度受交换点的位置和温度的影响；
位置： 如果溶液中的离子能直接与胶粒表面代换性离子接触，交换速 度就快；如离子要扩散到胶粒内层才进行交换，则交换时间就 较长，有的需要几昼夜才能达成平衡。 温度： 高温可加快离子交换反应的速率，因为温度升高，离子的热运 动变得更为剧烈，致使单位时间内碰撞固相表面的次数增多。
、铝胡敏酸凝胶。
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（3）有机胶体与无机胶体的直接结合
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二、土壤的交换吸附性能
一）阳离子交换吸附作用的特点 二）土壤阳离子交换量 三）影响阳离子交换作用的因素 四）土壤盐基饱和度 五）交换性阳离子的活度及其影响因素
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一、土壤的离子交换
土壤胶体的交换作用是指土壤胶体微粒扩散 层中的离子与土壤溶液或不同胶粒中电荷符号 相同的离子相互交换过程。
环境化学习题答案
《环境化学》习题与思考题
一、填空题
1. 环境科学主要是运用（1）和（2）的有关学科的理论、技术和方法来研究（3）。
2. 污染物在环境中所发生的空间位移称为（4）过程。
3. 污染物在环境中通过物理、化学或生物作用改变存在形态的过程称为（5）的过程。
4. 醛类光解是大气中（6）自由基的重要来源。
5. 自由基在其电子壳层的外层有一个不成对电子，所以具有很高的（7）和（8）作用，其中以（9）和（10）自由基最为重要。
6. 大气污染化学中所说的氮氧化物主要是指（11）和（12）。
7. 大气中主要温室气体有（13）、（14）等。
7. 污染物在大气中扩散取决于（15）、（16）和（17）等因素。
9. 大气按垂直结构分为（18）层、（19）层、（20）层、（21）层及（22）层。
10. 大气颗粒物按表面积与粒径分布关系分为三种粒度膜，分别是（23）、（24）和（25）。
11. 当大气中（26）浓度比较高时，可以使烯烃生成二元自由基。
12. HNO2的光解是污染大气中（27）自由基的重要来源之一。
13. 清洁大气中HO的重要来源是（28）。
14. 烷基和空气中O2结合形成（29）。
15. 大气中CH3自由基的主要来源是（30）和（31）的光解。
16. （32）作用是有机物从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。
17. 水环境中胶体颗粒的吸附作用大体可分为（33）、（34）和（35）。
18. 水中的有机污染物一般通过（36）、（37）、（38）、（39）、（40）和（41）等过程进行迁移转化。
19. 在一般天然环境水中，（42）是决定电位物质，而在有机物累积的厌氧环境中，（43）是决定电位物质。
吸附分离法
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四、大孔网状吸附剂的实验操作
（一）大孔吸附树脂的选择 1、预处理 甲醇、乙醇、丙酮洗涤至洗出液加水不浑浊 2、静态吸附 动态吸附
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（二）吸附条件选择 1、样品浓度 2、pH值、盐浓度 3、流速（吸附时间） （三）洗涤 （四）洗脱 1、流动相选择 2、流速
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五、大孔网状聚合物吸附剂 应用
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可分为非极性、中等极性、极性和强极性吸附剂 四类。
美国罗姆-哈斯公司：Amberlite系列； 日本三菱化成公司：Diaion系列。
一、大孔网状聚合物吸附剂的类型 和结构
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Amberlite大网格吸附剂的物理性质
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Diaion大网格吸附剂的物理性质
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比表面积：单位质量的树脂的表面积。 空隙度：系指吸附剂中空隙所占的体积百分率。 孔容度：指每1g吸附剂所含的空隙体积。 骨架密度：系指吸附剂骨架的密度，即每1ml骨架(不包括空 隙)的重量(g) 。 湿真密度：指空隙充满水时的密度，在实际使用时湿真密度 不能小于1，否则树脂上浮。 偶极矩：表征极性的强弱，越大，极性越强。
活化者却易吸附碱而不吸附酸。
2019年3月24日10时46分
洗脱液————→粗制品——————→溶解液————→结晶 (放线酮 90%)
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二、人造沸石(zeolite )
硅灰对聚羧酸减水剂的吸附作用
第43卷第1期2024年1月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.43㊀No.1January,2024
硅灰对聚羧酸减水剂的吸附作用
张建纲1,杨㊀勇1,毛永琳1,周栋梁1,李申振1,王㊀涛2
(1.江苏苏博特新材料股份有限公司,高性能土木工程材料国家重点实验室,南京㊀211108;2.南京博特新材料有限公司,江苏省功能性聚醚工程技术研究中心,南京㊀210047)
摘要:快速㊁高效分散含有大掺量硅灰㊁微珠等超细粉体的胶凝材料是制备超高性能混凝土的关键技术㊂本文通过Zeta 电位和总有机碳方法研究了硅灰与聚羧酸减水剂(PCE)的作用关系㊂结果表明,在纯水溶液中,硅灰表面呈负电性,对PCE 及其侧链单体甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)有极强的吸附能力,而对带有负电荷的主链结构聚丙烯酸钠(PAANa)吸附能力较弱㊂在水泥浆体孔隙溶液中,硅灰的表面仍然呈负电性,但绝对值明显降低,对PCE 及其侧链的吸附量有一定的降低,对主链结构的吸附能力增强㊂根据Langmuir 等温吸附方程对吸附测试结果的拟合以及理论计算,可以推断出硅灰在纯水中对聚羧酸侧链结构的吸附性主要来源于氢键作用,这种作用在水泥孔隙溶液中有所减弱㊂
关键词:聚羧酸减水剂;硅灰;甲基烯丙基聚氧乙烯醚;Zeta 电位;吸附
中图分类号:TU528㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)01-0183-08
Adsorption of Polycarboxylate Superplasticizer by Silica Fume
蒙脱石对有害微生物的吸附作用
蒙脱石对有害微生物的吸附作用
摘要：蒙脱石对细菌有吸附作用，吸附力强弱与其带电性有关。蒙脱石对大肠杆菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、金葡菌和轮状病毒及胆盐都有较好的吸附作用，且对表面带有粒编码蛋白(CS31A)的致病性带电病原菌有固定清除作用。研究总结还表明纳米蒙脱石比普通蒙脱石吸附能力高，对非感染仔猪腹泻总有效率高达94.1％，且价格低廉，毒副作用小。透射电镜分析表明纳米蒙脱石吸附原毒素前后蒙脱石的粒径没有明显改变，XRD分析证实吸附原毒素后蒙脱石层间距没有发生变化。
关键词：纳米蒙脱石；细菌；腹泻；吸附
蒙脱石是由二层共顶联接的硅氧四面体片夹一层共棱联接的铝（镁）氧（氢氧）八面体片，构成2:1型含结晶水的硅酸盐矿物。其结构支柱的八面体中Al3+被Mg3+、Fe3+、Fe2+等的同晶置换，造成八面体畸变，进而迫使四面体片作出旋转、伸长、歪扭等形式来予以调正，直至出现断键，使多面体核心阳离子裸露，并在层间产生强弱不同的永久性负电荷。为了平衡电荷，蒙脱石就具有吸附阳离子到层间的特性，且只要所处介质中阳离子（不论有机阳离子或无机阳离子）浓度高于其层间的阳离子的浓度，层间域中的离子就会被交换出来。这也是蒙脱石负电吸附特性。
1蒙脱石对细菌的吸附作用
在含细菌数约为1×107·mL-1的人工肠液中，加入不同量的蒙脱石，置于培养箱中培养，计数菌落数。结果：蒙脱石无抑菌或杀菌作用，蒙脱石对细菌的作用主要是吸附，“车厢式”结构的蒙脱石凝胶能将细菌固定到“车厢”中，且吸附力强弱与其带电性有关[1-2]。当蒙脱石的用量超过0．05ｍｇ·ｍＬ-1时。不同层电荷的蒙脱石的吸附性能类同；蒙脱石用量减少后,不同层电荷的蒙脱石的吸附量即有差异,与层电荷密度相关,即蒙脱石的层电荷
(完整版)《油田化学》-名词解释总结及详细答案,推荐文档
中国石油大学（北京）《油田化学》名词解释总结
1.相：体系中物理化学性质完全相同的均匀部分。
2.界面：体系中相与相之间物理化学性质发生突变的交接面。
3.分散度：是某一相分散程度的量度，常用分散相颗粒（或液滴）的平均直径或长度的倒数来表示。
4.比表面：是物质分散程度的另一种量度，基数值等于全部分散相颗粒的总表面积与总质量或体积之比。S比=S/V，或S比=S/m（S代表总表面积，V代表总体积，m代表总质量）
5.表面张力：是引起液体表面收缩的单位长度上的收缩力，单位是牛顿/米，方向是平等于表面，垂直于液面的边缘。
6.净吸力：液体表面分子受到液相分子的吸引力与气相分子吸引力之差，方向是指向液体内部。
7.接触角：是指通过气液固三相交点作液滴表面的切线与液固界面间的夹角θ。
8.沾湿：液体与固体接触时，将气-液界面与气固界面，转变为液-固界面的过程。
9.浸湿：指导固体浸入液体中，气-固界面转变为液-固界面的过程，而液体表面没有变化。
10.铺展：当液-固界面取代了气-固界面的同时，气-液界面也扩大了同样面积的过程。
11.附加压力：由于表面张力的存在，而在弯曲液面上产生的附加的压力。
12.吸附作用：当气相或液相分子碰撞到固体表面上时，由于它们之间有相互作用力，使一些分子吸附在固体表面上，这种作用称为吸附作用。
13.物理吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力是范德华力。
14.化学吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力是化学键力。
15.吸附量：每克吸附剂吸附的气体在标准状态下的体积或吸附质的毫摩尔数。
16.离子的选择性吸附：当吸附剂处于多种离子的混合溶液中时，有选择性地吸附某种离子或某一类离子，而对其它离子不吸附或吸附较少。
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物理化学吸附
吸附在颗粒表面的离子, 在一定条件下, 可被液体中另一 种离子所替换, 因此物理化学吸附又称“离子交换”。
化学吸附
液相中的离子依靠键力强的化学键、憎水键、氢键结合 到固体表面的吸附叫化学吸附，是一种不可逆反应。
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离子交换吸附（Ion Exchange Adsorption）
岩土颗粒表面带有负(或正)电荷，能够吸附阳(或阴)离 子。一定条件下，颗粒将吸附地下水中某些阳(或阴)离 子，而将其原来吸附的部分阳(或阴) 离子转入地下水中， 这一过程叫离子交换吸附作用。
如：当含Ca2+为主的地下水，进入主要吸附有Na+的岩土时，水中的 Ca2+便置换岩土所吸附的一部分Na+，使地下水中Na+增多而Ca2+减 少。
F->PO43->HPO42->HCO3->H2BO3->SO42->Cl->NO3（Cl-和NO3-最不易被吸附）
5 零点电位pH值（pHzpc）
低pH值条件下，固体表面形成表面正电荷，吸附阴离子： S—OH + H+ ←→ S—OH2+
通过络合反应在固体表面形成的电荷可随着水溶液pH值及 其成分的变化而变化。
把以这种方式在固体表面所形成的电荷称为可变电荷 （Variable Charge）。
氢氧化物、高岭石等粘土矿物、一些有机质能够在 其表面形成可变电荷。
有机质表面的负电荷
吸附的三种主要种类： 物理吸附
由于固体表面带电荷, 固体颗粒表面靠静电引力吸附液 相异性离子的现象。
（1）几个基本概念 吸附剂(Sorbent ): 凡能吸附液相中溶解离子的固 体均成为吸附剂。
粘土矿物，铁、铝和锰的氧化物或氢氧化物，有机物， 胶体等。
吸附质（Sorbate） ：被吸附剂所吸附的溶解离 子称为吸附质。
离子交换容量（EC）：表征吸附剂吸附能力的参数。 分为，阳离子交换容量（CEC）和阴离子交换容量 （AEC） 阳离子交换容量（Cation Exchange Capacity）： 每百克干土（岩）所含的全部交换性阳离子的 毫克当量数。单位为：meq/100g 通常都是通过实验来测定吸附剂的阳离子交换容量。 由于样品中常含有多种吸附剂，形成综合吸附能力， 实验测定往往是唯一可行的方法。
Only 2:1 clay minerals (e.g., smectites, illite ) can acquire significant fixed charge through ionic substitutions.
（2）表面络合作用:
1:1 clay minerals such as kaolinite do not generally exhibit much ionic substitution. Thus, 1:1 clay minerals do not possess fixed surface charge. They may acquire variable surface charge through surface complexation reactions. 通过矿物表面的功能团与水中离子间的化学反应在
3 影响岩土的吸附能力的因素 :
吸附剂的种类 : 2:1 粘土矿物（蒙脱石、伊利石）、1:1 粘土矿物（高岭土）、有机质、氧化物、氢氧化物（土 壤、砂）。 岩土的比表面积 (颗粒愈细，比表面积愈大，CEC越高 )
pH值：一般来说，随着水溶液pH值的增加，土壤表面 的可变负电荷量增多，其CEC相应增加。
粘土矿物 绿泥石 伊利石
CEC（meq/100g） 10～40 10～40 砂
土壤
CEC（meq/100g） 2～ 7 2～18
砂质肥土
高岭石 蒙脱石
蛭石 氧化物及氢氧 化物 土壤有机质
3～15 80～150
100～150 2～ 6 >200
肥土 粉沙质肥土
粘土质Baidu Nhomakorabea土 粘土
8～22 9～27
4～32 5～60
Substitution for a cation in a mineral by one of lesser positive charge. This type of charge is considered to be fixed.
This negative charge can be balanced by the sorption of cations from solution.
一、吸附作用
1、吸附机理和种类
固体为什么能够对地下水中的溶质产生吸附作用？
固体表面电荷的形成的两种主要方式 ：
同晶代换； 表面络合作用
（1）同晶代换：在粘土矿物晶格的形成过程中，部分晶
格中的中央离子，被其它价数的直径大小相近的阳离子取代。 如四面体中央的Si4+被Al3+代替，八面体中央的Al3+被Mg2+代 替，就产生了剩余的负电荷。 所产生的负电荷位于硅酸盐层的晶格中，不受外界溶液（水 溶液pH值及其成分）的影响，称为永久电荷或层电荷。
4 离子吸附能力(离子吸附亲和力)大小顺序：
H+>Fe3+> Al3+>Ca2+> Mg2+>K+> Na+
离子价越高，吸附能（力）越强； 电价相同，吸附能（力）随离子水化半径的减小而增大 。 H+的特殊性， H+越多，对其它阳离子的阻力越强。 当地下水中某种离子的相对浓度增大，则该离子置换岩土 所吸附离子的能力也随之增大。
较高pH值条件下，固体表面形成表面负电荷，吸附阳离子：
S—OH + OH- ←→ S—O- + H2O 这表明，固体颗粒表面电荷,无论从其性质或数量来讲,都 是介质pH值的函数；必定存在这样的一个pH中间值，该pH 值点的表面电荷为零，这一状态称为电荷零点。该状态下的 pH值称为零点电位pH值，记为pHzpc。
矿物表面形成电荷.
低pH值条件下，矿物表面的羟基可与水溶液中的H+通过发 生络合作用, 在固体表面形成表面正电荷： S—OH + H+ ←→ S—OH2+ 随着pH值的升高，H+将重新返回到溶液中，这时矿物表面 的羟基甚至可通过下式离解出其原有的H+，进而在固体 表面形成负电荷： S—OH + OH- ←→ S—O- + H2O