吸附分离
吸附分离技术
吸附分离技术概念吸附分离是一种由多组分流体(气体或液体)混合物与吸附剂固体表面充分接触，且混合物组分与吸附剂表面之间存在着不同的作用力，从而使作用力较强的组分在吸附剂表面吸附富集并与作用力较弱的组分产生分离的过程。
典型的吸附分离技术㈠变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）技术是通过压力的变化而使混合气体在吸附剂中吸附和脱附交替进行的循环过程；㈡变温吸附（Temperature Swing Adsorption，简称TSA）技术是通过温度的变化而使混合气体在吸附剂中吸附和脱附交替进行的循环过程；应用范围吸附分离技术是一种先进的气体分离技术，目前己广泛地应用于空气干燥和空气的氮/氧分离、氢气的回收和纯化、碳氢化合物的分离和纯化、合成氨的水煤气中CO2等杂质的脱除以及CO2和CO的纯化等工业过程(Sircar, 1994; Ruthven, Farooq&Knaebel, 1994)。
吸附分离工艺的特点1、对低分压、微量组分具有很高的分离效率，可轻松达到95～99.99%；2、纯物理分离过程，没有化学反应，吸附剂的吸附与再生过程可逆；3、分离过程无需消耗其它辅助原材料，可仅依靠电力实现分离过程；4、工艺过程简单，操作维护方便，可实现无人值守的全自动控制过程；5、工艺技术成熟，分离性能稳定，工业上有数万套吸附分离装置在线运行；6、随着吸附剂材料、流程工艺的研发进展以及装备技术水平的提升，吸附分离装置正朝着大型化、规模化发展，应用领域不断扩大；赣州川汇气体设备制造有限公司的变压吸附制氮装置以洁净的压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，利用变压吸附的原理在常温下来获取氮气的设备。
根据空气中氧、氮在碳分子筛表面的吸附量的差异及氧和氮在碳分子筛中的扩散速率不同，通过可编程序控制器控制程控阀的启闭，实现加压吸附、减压脱附的过程，完成氧、氮分离，得到所需纯度的氮气。
第六章 吸附分离
第六章 吸 附 分 离
1. 离子交换吸附特点
1） 吸附剂其它性质不变，对相反离子的吸附是动态 平衡过程。 2）吸附强弱与吸附剂表面的电荷密度有关。 3）吸附强弱取决于被吸附离子的电荷数与离子的水 化半径大小。离子带电荷越多，在吸附剂表面的吸 附力越强；电荷相同时，水化半径越小，越易被吸 附。 4）吸附有电性选择性，吸附相反电荷离子。
第六章 吸 附 分 离
产生吸附原因---吸附作用力 物理吸附，化学吸附，固液相多种相互作用力
离疏亲 子水和 交作吸 换用附 吸吸 附附
第六章 吸 附 分 离
3. 吸附剂（adsorbent）
固体表面对溶质的吸附作用是由固体的表面力所引 起。表面上能发生吸附作用的固体称为吸附剂，是 吸附作用的主体。
第六章 吸 附 分 离
吸引力
合力
5）作用力与分子间距关系 分子间距离大时，范德华力
较弱。分子间距离小，范德
吸引力
华力增大，有利于分子间吸
附。当距离过小时，产生推
距离
0
A
推斥力
B 斥力。 最佳距离为吸附分子中心间
的距离比一个分子半径稍大
一点OA， 吸附物分子处于
最稳定状态。
推斥力
第六章 吸 附 分 离
第六章 吸 附 分 离
第六章 吸 附 分 离
一、吸附分离概述 二、吸附的理论基础 三、离子交换吸附 四、生物分子的吸附类型 五、吸附分离工艺
第六章 吸 附 分 离
一. 吸附分离概述
1. 吸附（adsorption） 吸附是相转移过程，溶质从气相或液相转移到固相
发生在表面----吸附？？ 发生在全相----吸收？？
第六章吸附分离法
专属吸附 (special sorption)：指在吸附过程中，除了化学键作用 外，尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用。该作用不但可以 使表面电荷改变符号，还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表 面上。
Q = Q0·C /(A+C) 1/Q = 1/Q0 + (A/ Q0)(1/C) Q0——单位表面上达到饱和时间的最大吸附量； A——常数，表示达到1/2 Q0时的平衡浓度。
G
G
lgG
H型
c
G
F型 c
lgK
F型
lgc
1/G
G0/2
当溶0质A浓度甚L型低时，c可能在初始阶段呈现 HL型型，当浓1/c度较高 时，可能表现为 F 型，但统一起来仍属于 L 型的不同区段。
较少引起生物活性物质的变性失活。 缺点： (1) 选择性差，收率不高。 (2)一些无机吸附剂性能不稳定。
4
第一节 吸附法基本概念
一、吸附： 物质从流体相（气体或液体）浓缩到固体 表面从而达到分离的过程称为吸附作用 (adsorption)，在表面上能发生吸附作用 的固体微粒称为吸附剂（adsorbent），而 被吸附的物质称为吸附物（adsorbate）。
三、影响吸附的因素
（一）吸附剂 吸附容量：比表面积、种类、活化状况 吸附速度：颗粒度、孔径 机械强度
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（二）吸附物 能使表面张力降低的物质，易为吸附 溶解度：较小易吸附 极性吸附剂易吸附极性吸附物 同系物吸附量变化有规律 氢键
吸附分离原理
吸附分离原理
吸附分离是一种常用的分离技术，其原理基于物质在固体表面上的吸附作用。
在吸附分离过程中，固体材料通常被称为吸附剂，而待分离的物质则被称为吸附质。
吸附分离的基本原理是根据物质在固体表面与周围环境的相互作用力的不同来实现分离。
吸附剂通常具有一定的活性位点或孔隙结构，可以吸附吸附质分子。
吸附剂与吸附质之间的相互作用力可以是物理吸附或化学吸附。
物理吸附是由于吸附剂表面静电相互作用力、范德华力等引起的，通常是可逆的吸附过程。
化学吸附是由于吸附剂表面与吸附质之间发生化学反应而产生的吸附力，一般是不可逆的吸附过程。
在吸附分离过程中，吸附质在与吸附剂接触后会被吸附到吸附剂表面上，从而与其他物质分离开来。
分离的效果取决于吸附剂的选择以及吸附质与吸附剂之间的亲和力。
吸附分离技术在许多领域都有应用，包括化学工程、环境工程、生物技术等。
通过选择合适的吸附剂和调节吸附条件，可以实现对不同物质的分离纯化，提高产品的纯度和质量。
总之，吸附分离是一种基于物质在固体表面上的吸附作用实现分离的技术。
它在实际应用中具有广泛的用途，是一种有效的分离手段。
第六章-吸附分离PPT课件
阴离子交换剂
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• 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。
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• 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。
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• 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）。
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• Henry型吸附平衡
可以把离子交换树脂看作固体的酸或碱。
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• 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。
吸附分离技术
教学目标和要求：通过教学，了解吸附分离的概念、原理、影响因素，理解各种吸附剂的吸附原理和选择依据。
了解离子交换树脂的结构、分类、性能和应用，多糖离子交换剂的类型、特点；掌握离子交换的分离原理、操作方法。
第五章吸附分离技术一、吸附分离技术概论1．吸附：是指物质从气体或液体浓缩到固体表面从而达到分离的过程。
2. 吸附的机理3. 吸附技术的应用（1 ）在食品的应用a •工业糖液的脱色、脱臭；b •制氮用于果蔬的储藏：是当前世界上一项先进技术。
原理是果蔬在高氮低氧环境下，呼吸作用被抑制，新陈代谢减缓从而大大延缓腐烂过程。
可使果蔬保持原有营养成分，接近采摘的新鲜状态。
蒜苗储存3个月出库时仍新鲜饱满，无萎烂现象。
N2还可用于酿造啤酒时的密封及压送啤酒。
与先用的CO比，因在啤酒中溶解度小而可提高啤酒质量。
（2）在空气净化上的应用a .空气干燥：空气中通常含有一定水分，而这种水分在很多场合是有害的，必须被除去。
吸附法是除去空气中水分最常用的方法之一。
硅胶和活性氧化铝是通用的干燥剂。
b .脱除无机污染物：工业生产中产生大量的CQ SO和NQ等酸性有害气体，它们会引起温室效应、酸雨等现象，破坏地球和人们的生活环境。
随着工业化发展，这些气体的危害程度越来越大，因此人们在致力于开发各种方法来治理这些有害气体。
其中吸附分离的方法是有效的治理方法之一。
活性炭一SO;分子筛、硅胶、活性炭一NOx＞通入热空气（空气与蒸汽的混合物）可回收。
c •天然气：为了使天然气能够达到客输标准，必须将其中的水分含量降低至一定水平。
d .化学工业：制氧、制氮提纯CO CQ （重要化工原料）等。
*CO用于羰基合成醋酸、醋酐、甲酸等的生产，也用于电子工业。
CO是一种用途十分广泛的需求量很大的重要化工产品。
约40%用作生产尿素、甲醇、水杨酸等化工产品的原料，35% 用于提高石油采收率，10%用于制冷，5%用于碳酸饮料碳酸化，其它占10%（超临界流体萃取）。
化工原理第九章吸附分离
化工原理第九章吸附分离
吸附分离，也称为吸收或吸收分离，是指利用一定的相互作用“粘合剂”或“吸附剂”使混合物中一些组成部分粘合或吸附到该粘合剂或吸附剂上，从而使混合物中一些组分有机地被分离出来的过程。
它是一种新型的分离方法，有可能替代传统的分离工艺，是现代化工的一项重要技术。
吸附分离的原理：吸附分离可以分为物理吸附和化学吸附两种形式。
物理吸附是指物质相互作用的结果，包括空气、气体、液体、溶剂等。
物理吸附是指在一些固体表面上建立的物理性相互作用，其实质是由于表面粗糙形成的能量障碍，而在能量障碍的阻碍下，物质相互作用，物质就被吸附在这种固体表面上。
如果这种固体表面在特定的温度和压力条件下，具有良好的表面化学稳定性，即可建立有效的物理吸附。
化学吸附又叫做专配吸附，是指物质间由于共价作用形成的固体表面和溶剂之间的作用过程。
它是一种特殊的吸附作用，是由于固体表面上化学基团构成的膜层，以及溶剂中的其中一种物质，在化学反应中形成化学键而发生的吸附作用。
吸附分离的应用：吸附分离已被广泛应用于催化剂分离、石油的湿气处理、空气净化、废气处理、提纯溶剂等行业。
吸附分离技术
聚 酰 胺
聚酰胺是由酰胺聚合而成的一类高分子物质。 吸附黄酮类化合物的原理是由于其分子内部的许多酰 胺基和羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺 键上的游离胺基与醌类、脂肪酸上的羰基形成氢键缔 合而产生吸附。
其形成氢键的能力与溶剂有关，在水中形成氢键的能 力最强，在有机溶剂中较弱，在碱性溶液中最弱。同 时，聚酰胺的膨胀性又可以使被吸附的物质渗入其内 部，从而使其具有较大的吸附容量。
特点: 吸附与解吸可逆, 快速，应用最广.
常见吸附剂: 硅胶、氧化铝、活性炭、大孔树脂等
⑵ 化学吸附：被分离物质与吸附剂表面分子
之间的化学键合作用.
特点:选择性,牢固，有时甚至不可逆,应用较少.
⑶ 半化学吸附：是介于物理吸附与化学吸附之间
应用:聚酰胺对黄酮、蒽醌等含酚羟基化合物之间
的氢键吸附.
氧化铝
大孔吸附树脂
大孔吸附树脂类型：
根据统计用于中药化学成分提取分离的吸附树脂型 号有：D-101型、DA-201型、MD-05271型、GDx-l05 型、CAD-40型、XAD-4型、SIP系列、D-型等。 常用吸附树脂有：D-101型、DA-201型、D-4 J型。
另外近几年又研制了一系列新型吸附树脂，如ADS-1 7型、ADS-21型、ADS-178型、G2型等在中药活性成 分分离纯化的研究中取得了比较满意的效果。
硅 胶
吸附原理： 硅胶表面有硅醇基, 呈弱酸性, 通过硅醇基(吸附 中心)与极性基团形成氢键吸附, 因各组分极性基团与 硅醇基形成的氢键能力不同而被分离。
适用范围： 硅胶表面PH约为5, 一般适合酸性和中性物质的分 离, 如有机酸, 酚类, 醛类等, 因碱性物质与硅胶作 用, 展开时被吸附, 拖尾, 甚至停滞于原点不动。
吸附分离原理
吸附分离原理吸附分离是一种常用的化学工程技术，广泛应用于气体和液体的分离、净化和提纯等领域。
根据不同的吸附剂和被吸附物的性质，吸附分离原理可以分为物理吸附、化学吸附、离子交换、分子筛和配位体交换等几种类型。
本文将对这几种吸附分离原理进行详细阐述。
1.物理吸附物理吸附是指吸附剂通过物理作用力将气体或液体分子吸附在其表面上的过程。
这种作用力包括范德华力、氢键和静电引力等。
物理吸附通常是在温度和压力变化的情况下发生的，因此在实际应用中，物理吸附分离常常采用变压或变温的方法来实现。
2.化学吸附化学吸附是指被吸附物与吸附剂表面发生化学反应，形成化学键或配位键，从而被吸附在表面上的过程。
化学吸附通常需要在一定的温度和压力条件下进行，并且需要使用特定的吸附剂。
与物理吸附相比，化学吸附具有更高的选择性和吸附强度，因此在某些特定的分离过程中，化学吸附分离具有更高的效率。
3.离子交换离子交换是指通过离子交换剂将溶液中的离子吸附在其表面上的过程。
离子交换剂通常是一些具有高离子交换容量的物质，如树脂、沸石等。
离子交换过程中，离子通过静电相互作用被吸附在离子交换剂的表面上，从而实现离子的分离和净化。
离子交换技术在水的软化和除盐、放射性废液的处理等方面得到了广泛应用。
4.分子筛分子筛是一种具有分子级别孔径的晶体物质，它可以实现对气体和液体的分离、纯化和精制等。
分子筛的孔径可以通过选择不同的合成条件和合成原料进行调整，因此分子筛在分离过程中具有很高的选择性和分离效率。
分子筛的吸附分离过程主要是基于分子尺寸和形状的差异来实现的，因此分子筛在分离过程中具有良好的立体选择性。
5.配位体交换配位体交换是指利用配位体与被吸附物之间的配位作用来实现吸附分离的过程。
配位体是一种具有孤电子对的有机物或无机物，它可以与金属离子或原子形成稳定的配合物。
在配位体交换过程中，配位体通过与金属离子或原子形成配合物，从而将金属离子或原子从溶液中吸附在配位体表面上，实现金属离子的分离和纯化。
制药分离工程 第六章 吸附分离技术(69张)
第六章 吸附分离技术 第一节 吸附分离原理及分类
四、吸附结合作用类型
1.物理吸附 2.化学吸附
3.交换吸附 （1）定义 ——表面带极性分子或带电粒子的吸附剂，吸附相反电荷的离子
(2）吸附结合作用力 ——主要是静电作用力 ——表面带阴离子如磺酸基，则吸附结合带正电性的吸附质如氨类 ——表面带阳离子如氨基，则吸附结合带负电性的吸附质如羧酸类
化学吸附分离跟物理吸附相比，一个突出的特点 是具有较强的吸附选择性和结合牢固性。此说法 对吗？
A 对的 B 不对 C 不好说
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已知胆红素的分子结构如图所示， 有人将乙烯多胺接枝到载体上用来 吸附胆红素，请问所使用的主要 原理是？
A 分子之间的范德华力
1. 常用吸附剂 (5)人工合成大分子高聚物类
——种类繁多，可定向设计合成制备 ——可具有特定的选择性，是开发 新型高效选择性吸附剂的 重要领域和方向 ——但制备可能复杂、成本高 ——常见的如聚苯乙烯
聚苯乙烯大孔树脂微球
——常用于抗生素、维生素等的 浓缩分离
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机制
分类 物理吸附类(如大孔树脂，氢键、极性相吸)
亲和吸附类(综合化学/物理吸附，再加上空间协 同效应，如抗原-抗体结合类)
第六章 吸附分离技术
第二节 吸附剂及其特性
二、吸附剂主要性能参数
第六章 吸附分离技术
第二节 吸附剂及其特性
二、吸附剂主要性能参数
1.颗粒尺寸及尺寸分布 ——吸附剂颗粒尺寸易小不宜大(纳米到毫米范围内)以增大 吸附接触面积，可增大吸附容量
(3)特点 ——吸附选择性较物理吸附的高 ——吸附结合不牢固，可逆化，易脱落
吸附分离技术
（3）溶液的pH值 由于溶液的pH值直接决定树脂交换基团及交 换离子的解离程度，进而影响树脂对交换的选择 性和吸附容量。对于强酸、强碱性树脂，溶液pH 主要左右交换离子的解离度，决定它带何种电荷 以及电荷量，决定被树脂吸附或吸附的强弱。对 于弱酸、弱碱性树脂，溶液的pH还是影响树脂解 离程度和吸附能力的重要因素。但过强的交换能 力有时会影响到交换的选择性，同时增加洗脱难 度。
应用： 用于分离蛋白质、酶等大分子的生物活性物 质。 缺点： （1）强度较差，流速低； （2）强酸、强碱容易破坏天然多糖的结构； （3）易污染，易被微生物降解。
离子交换剂的类型
强阳 弱阳 强阴 弱阴
阳离子交换剂 离子交换剂 阴离子交换剂
阳离子交换剂
能与阳离子进行交换的离子交换剂。
强阳（强酸性）离子交换剂 活性基团是磺酸基团（-SO3H）或次甲基磺酸 基团-(CH2)2SO3H。都是强酸性基团，其电离程度 大且不受溶液pH的影响，当pH值在1-14范围内时， 均能进行离子交换反应。
顺序号 骨架代号 分类代号 大孔型代号
1 ~ 100 为强酸性阳离子交换树脂 101 ~ 200为弱酸性阳离子交换树脂 201 ~ 300为强碱性阴离子交换树脂 301 ~ 400为弱碱性阴离子交换树脂
如：001 7是凝胶型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂，交联度7%； D201是大孔型苯乙烯系季胺 I 型强碱性阴离子交换树脂
中和： R-N+(CH3)3OH- + H+ClR-N+(CH3)3Cl- + H2O 中性盐分解： R-N+(CH3)3OH- + Na+ClR-N+(CH3)3Cl- + Na+OH复分解： R-N+(CH3)3Cl- + Na2SO42R[N+(CH3)3]2SO42- + 2Na+Cl主要用于制备无盐水（除去SiO2-、CO32-等弱 酸根）及卡那霉素、巴龙霉素、新霉素等的精制。
吸附分离技术与理论
未来发展趋势预测及建议
绿色化发展
多功能化趋势
开发环保型吸附剂和绿色溶剂，减少对环 境的影响。
研发具有多种功能的吸附剂，如同时实现 分离和催化等。
跨学科融合
强化产学研合作
加强与其他学科的交叉融合，如材料科学 、化学工程等，推动吸附分离技术的创新 发展。
加强产学研合作，促进科研成果的转化和 应用，推动吸附分离技术的工业化进程。
物理结构改性
通过改变吸附剂的孔结构、比表面积和孔容等物理性质，来提高吸 附容量和选择性。
复合改性
将两种或多种改性方法结合使用，以综合提高吸附剂的吸附性能和 选择性。
提高吸附剂选择性和效率策略
优化吸附条件
通过调整温度、压力、浓度等吸 附条件，来提高吸附剂对目标物 质的选择性和吸附效率。
引入竞争吸附
在吸附过程中引入与目标物质性 质相似的竞争物质，以提高吸附 剂对目标物质的选择性。
吸附速率常数
反映吸附速率快慢的常数， 与吸附剂的性质、温度等 因素有关。
吸附活化能
表示吸附过程中需要克服 的能垒，与吸附剂和吸附 质之间的相互作用力有关。
影响吸附平衡和动力学因素
温度
温度对吸附平衡和动力学有显著影响， 一般来说，温度升高有利于物理吸附， 降低有利于化学吸附。
压力
对于气体吸附，压力增加有利于吸附 量的增加；对于液体吸附，压力影响 较小。
吸附剂性质
吸附剂的孔径、比表面积、孔容等性 质对吸附平衡和动力学有重要影响。
吸附质性质
吸附质的分子大小、极性、沸点等性 质也会影响其在吸附剂上的吸附行为。
03
吸附剂选择与改性方法
常见吸附剂类型及性能比较
活性炭
具有高比表面积和孔容，适用于吸附非 极性和弱极性物质，如有机溶剂和某些
吸附分离
⏹吸附分离技术和理论
定义：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，再用适当的洗脱剂将其解吸达到分离纯化的过程。
液相(气相)→固相——吸附剂、吸附物
⏹吸附过程通常包括：待分离料液与吸附剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表面、料液
流出、吸附质解吸回收等四个过程。
⏹吸附法的特点
⏹常用于从稀溶液中将溶质分离出来，由于受固体吸附剂的限制，处理能力较小；
⏹对溶质的作用较小，这一点在蛋白质分离中特别重要；
⏹可直接从发酵液中分离所需的产物，成为发酵与分离的耦合过程，从而可消除某些
产物对微生物的抑制作用；
⏹溶质和吸附剂之间的相互作用及吸附平衡关系通常是非线性关系，故设计比较复杂，
实验的工作量较大。
吸附原理：固体的表面性质——固体表面分子（或原子）所处的状态与固体内部分子（或原子）所处的状态不同。
吸附分离名词解释
吸附分离名词解释
吸附分离是一种分离技术，利用物质在固体表面或多孔材料上的吸附特性，将混合物中的组分按照吸附性能不同进行分离和提取的过程。
吸附分离通常包括吸附、洗脱和再生三个步骤。
在吸附过程中，混合物中的各组分与吸附剂表面发生相互作用，其中某些组分会被固定在吸附剂表面，而其他组分则通过吸附剂被传送。
洗脱是指通过改变温度、溶剂性质或其他条件，将吸附在吸附剂表面的组分从吸附剂上解吸，使其转移到溶液中。
再生是指将吸附剂上的吸附物质移除，并使吸附剂恢复其吸附能力，使其能够继续应用于其他分离过程。
广泛应用的吸附分离包括气相吸附分离、液相吸附分离和固相吸附分离等。
它在许多领域中都有应用，如化学工业、环境工程、食品工业、制药工业等，用于分离和提取混合物中的特定组分。
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吸附作用
物质（被吸附的产物）从液体相 浓缩到固体表面（吸附剂）表面从而 达到分离的过程。
吸附剂
在表面上能发生吸附作用的固体。
吸附物
被吸附的物质。
吸附的类型
操作用力差区分： 物理吸附（最常见的吸附现象）
—吸附剂与吸附物通过分子力（范德华力）产生的吸附; —吸附不仅限于一些活性中心，而是整个自由界面; —物理吸附是可逆的，吸附和解吸同时存在; —一种吸附剂可吸附多种物质，没有严格的选择性（但吸附量有差别）； —与吸附剂的表面，细孔分布，温度等有关。
吸附分离设备
流化床吸附设备
吸附剂于流态化状态下 进行吸附，如用流化床从硝 酸厂尾气中脱除氮的氧化物。 当要求吸附质回收率较高时， 可采用多层流态化设备。流 化床吸附容易连续操作，但 物料返混及吸附剂磨损严重。
吸附分离设备
移动床吸附柱
又称超吸附柱，用于吸附 中的移动床传质设备，适用于 要求吸附剂气体比率高的场合， 较少用于控制污染。
（5）废气和废 水的处理，如 从高炉废气中 回收一氧化碳 和二氧化碳， 从炼厂废水中 脱除酚等有害 物资。
吸附分离设备
吸附槽
用于吸附操作的搅 拌槽，如在吸附槽 中用活性白土精制 油品或糖液。
吸附分离设备
固定床吸附设备
用于吸附操作的固定床 传质设备，固定床吸附器结 构简单，造价低，吸附剂磨 损小，操作易掌握，操作弹 性大，可用于气相吸附，分 离效果好，是最常用的吸附 分离设备。
根据原料配比、组成和制造方法不 同，可以制成不同孔径和形状的分子筛。
分子筛是极性吸附剂，对极性分子， 尤其对水具有很大的亲和力。由于分子 筛突出的吸附性能，使得它在吸附分离 中有着广泛的应用，主要用于各种气体 和液体的干燥，芳烃或烷烃的分离及用 作催化剂及催化剂载体等。
吸附分离的应用
（1）气体或液 体的脱水及深 度干燥，如将 乙烯气体中的 水分脱到痕量， 再聚合。
吸附剂的种类
硅胶
硅胶是一种坚硬无定形 链状和网状结构的硅酸聚合 物颗粒，是一种亲水性极性 吸附剂。因其是多孔结 构．比表面积可达350m2／g 左右。
工业上用的硅胶有球型、 无定型、加工成型及粉末状 四种。主要用于气体的干燥 脱水，催化剂载体及烃类分 离等过程。
吸附剂的种类
分子筛
沸石吸附剂是具有特定而且均匀一 致孔径的多孔吸附剂，它只能允许比其 微孔孔径小的分子吸附上去，比其大的 分子则不能进入，有分子筛的作用，故 称为分子筛。
（2）气体或溶液的脱 （3）气体中痕 臭、脱色及溶剂蒸气的 量物质的吸附 回收，如在喷漆工业中， 分离，如纯氮、 常有大量的有机溶剂逸 纯氧的制取。 出，采用活性炭处理排 放的气体，既减少环境 的污染，又可回收有价 值的溶剂。
（4）分离某些 精馏难以分离的 物系，如烷烃、 烯烃、芳香烃馏 分的分离。
吸附分离
目 录
1 基本概念 2 吸附类型 3 吸附剂 4 吸附的应用及设备
基本概念
固体分为：多孔性和非多孔性两类
非多孔性固体：具有很小的比表面。 多孔性固体：比表面很大，每克几百平方米（存在颗粒内微孔），内表面面积比外表 面面积大几百倍，具有较高的吸附势。 应用多孔性吸附剂最有利。
基本概念
基本概念
交换吸附
交换吸附
—吸附区域为极性分子或离子; —吸附层数为单层或多层; —化学吸附的可逆性——可逆的; —吸附选择性——较好；
吸附剂
工业吸附剂的定义
通常固体都具有一定的吸附 能力，但只有具有很高选择 性和很大吸附容量的固体才 能作为工业吸附剂。
吸附剂
① 具有较大的平衡吸附量。一般比表面积大的吸 附剂，其吸附能力强； ② 具有良好的吸附选择性； ③ 容易解吸，即平衡吸附量与温度或压力具有较 敏感的关系； ④ 有一定的机械强度和耐磨性，性能稳定，较低 的床层压降，价格便宜等。
③、活性炭常用于溶剂回收，溶液脱色、除臭、净 制等过程。是当前应用最普遍的吸附剂。
吸附剂的种类
活性氧化铝
活性氧化铝为无定形的多孔结 构物质，一般由氧化铝的水合物 (以三水合物为主)加热，脱水和活 化制得，其活化温度随氧化铝水合 物种类不同而不同，一般为250～ 500℃ 。
活性氧化铝具有良好的机械强 度，可在移动床中使用。对水具有 很强的吸附能力，故主要用于液体 和气体的干燥。
物理吸附
物理吸附——分子间作用力的吸附
—吸附区域为自由界面; —吸附层数为单层或多层; —物理吸附的可逆性——可逆的; —吸附选择性——差；
吸附的类型
操作用力差区分： 化学吸附
—由于吸附剂与吸附物间的电子转移发生化学反应而产生的，需要一定的化能; —选择性较强，一般的吸附剂只对某种或几种特定物质有吸附作用; —吸附为单分子层吸附，吸附后较稳定，不宜解吸; —与吸附剂表面化学性质及吸附物的化学性质有关。
化学吸附
化学吸附
—吸附区域为未饱和的原子; —吸附层数为单层; —化学吸附的不可逆性——不可逆的; —吸附选择性——很好；
物理吸附和化学吸附的比较
吸附的类型
交换吸附
—吸附剂表面为极性分子或离子组成，则会吸引溶液中带相反电荷的离子形成双电层（极性 吸附）; —离子的电荷是交换吸附的决定因素。 —交换吸附在生物方面的应用主要突出在植物根部细胞表面吸附的阳离子、阴离子与土壤溶 液中阳离子、阴离子的交换过程; —在工业上的应用表现在借助于离子交换剂上的离子和废水中的离子进行交换反应而出去废 水中有害离子的方法;
优点是处理气体量大，吸 附剂可循环使用。吸附剂的磨 损和消耗是一个很大的管理问 题，要求有耐磨能力强的吸附 剂。
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工业吸附剂选择原则
吸附剂的种类
目前工业上常用的吸附剂主要有活性炭，活性氧化铝，硅胶，分子筛等。
分子筛吸附剂
氧化铝吸附剂
吸附剂的种类
活性炭
①、活性炭的结构特点：是具有非极性表面， 是一种疏水性和亲有机物的吸附剂，故又称为 非极性吸附剂。
②、活性炭的优点：是吸附容量大，抗酸耐碱、化 学稳定性好，解吸容易，在高温下进行解吸再生时 其晶体结构不发生变化，热稳定性高，经多次吸附 和解吸操作，仍能保持原有的吸附性能。