吸附常用模型介绍PPT课件
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吸附平衡与动力学研究常用模型介绍 ppt课件
AB
d d B C td d A C k t 1 0 C A k 2 0 C B k 1 0 C A 0 C A 0 X A k 2 0 C B 0 C B 0 X B
平衡条件： KC
CBe CAe
k20 k10
lnC C A0A0 C C AAek10k2 0t
吸附平衡与动力学研究常用模型介绍
qe qmax KLqmax
吸附平衡与动力学研究常用模型介绍
qmax：吸附剂的最大吸附量，与吸附位有关， 理论上讲与温度是无关的。
KL=K0exp（-Ea/RT） 可以通过不同温度的下的KL计算Ea，而后判 断吸附过程是化学过程还是物理过程
吸附平衡与动力学研究常用模型介绍
优点： （1）考虑了吸附剂表面和温度的影响 （2）应用广泛，很多吸附过程符合这一模型 （3）可以预测吸附剂的最大吸附量 缺点： 模型的假设条件与实际相差甚远，得到的信息存在
Toth equation(5)
在朗格缪尔方程的基础上引入参数nT:不均匀能量
参数。
方程： qe
qm
bTCe a(x1(bTCe)nT)1nT
几乎可以应用与所有pH范围
吸附平衡与动力学研究常用模型 介绍
一级动力学模型：
dq dt k1(qe q)
边界条件：t = 0, q=0; t = t, q=q
方程： Ft162n 1n 12exp n2Bt
F(t)：达到平衡的比例； F(t)=q/qe Bt: 关于F(t)的一个函数
F(t)>0.85 F(t)<0.85
Bt=0.4977-ln(1- F(t))
Bt=
23Ft2
吸附平衡与动力学研究常用模型 介绍
The Weber and Morris model(内扩散模 型)(7)
d d B C td d A C k t 1 0 C A k 2 0 C B k 1 0 C A 0 C A 0 X A k 2 0 C B 0 C B 0 X B
平衡条件： KC
CBe CAe
k20 k10
lnC C A0A0 C C AAek10k2 0t
吸附平衡与动力学研究常用模型介绍
qe qmax KLqmax
吸附平衡与动力学研究常用模型介绍
qmax：吸附剂的最大吸附量，与吸附位有关， 理论上讲与温度是无关的。
KL=K0exp（-Ea/RT） 可以通过不同温度的下的KL计算Ea，而后判 断吸附过程是化学过程还是物理过程
吸附平衡与动力学研究常用模型介绍
优点： （1）考虑了吸附剂表面和温度的影响 （2）应用广泛，很多吸附过程符合这一模型 （3）可以预测吸附剂的最大吸附量 缺点： 模型的假设条件与实际相差甚远，得到的信息存在
Toth equation(5)
在朗格缪尔方程的基础上引入参数nT:不均匀能量
参数。
方程： qe
qm
bTCe a(x1(bTCe)nT)1nT
几乎可以应用与所有pH范围
吸附平衡与动力学研究常用模型 介绍
一级动力学模型：
dq dt k1(qe q)
边界条件：t = 0, q=0; t = t, q=q
方程： Ft162n 1n 12exp n2Bt
F(t)：达到平衡的比例； F(t)=q/qe Bt: 关于F(t)的一个函数
F(t)>0.85 F(t)<0.85
Bt=0.4977-ln(1- F(t))
Bt=
23Ft2
吸附平衡与动力学研究常用模型 介绍
The Weber and Morris model(内扩散模 型)(7)
吸附常用模型介绍
一级动力学模型
dq k1 ( qe q ) dt
边界条件：t = 0, q=0; t = t, q=q
lnqe q ln qe k1t
准一级动力学模型
k1 lgqe qt lg qe t 2.303
二级动力学模型
dq 2 k 2 qe q dt
其实，世上最温暖的语言，“ 不是我爱你，而是在一起。” 所以懂得才是最美的相遇！只有彼此以诚相待，彼此尊重，相 互包容，相互懂得，才能走的更远。 相遇是缘，相守是爱。缘是多么的妙不可言，而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时，错过一世！ 择一人深爱，陪一人到老。一路相扶相持，一路心手相牵，一路笑对风雨。在平凡的世界，不求爱的轰轰烈烈；不求誓 言多么美丽；唯愿简单的相处，真心地付出，平淡地相守，才不负最美的人生；不负善良的自己。 人海茫茫，不求人人都能刻骨铭心，但求对人对己问心无愧，无怨无悔足矣。大千世界，与万千人中遇见，只是相识的 开始，只有彼此真心付出，以心交心，以情换情，相知相惜，才能相伴美好的一生，一路同行。 然而，生活不仅是诗和远方，更要面对现实。如果曾经的拥有，不能天长地久，那么就要学会华丽地转身，学会忘记。 忘记该忘记的人，忘记该忘记的事儿，忘记苦乐年华的悲喜交集。 人有悲欢离合，月有阴晴圆缺。对于离开的人，不必折磨自己脆弱的生命，虚度了美好的朝夕；不必让心灵痛苦不堪， 弄丢了快乐的自己。擦汗眼泪，告诉自己，日子还得继续，谁都不是谁的唯一，相信最美的风景一直在路上。 人生，就是一场修行。你路过我，我忘记你；你有情，他无意。谁都希望在正确的时间遇见对的人，然而事与愿违时， 你越渴望的东西，也许越是无情无义地弃你而去。所以美好的愿望，就会像肥皂泡一样破灭，只能在错误的时间遇到错的人。 岁月匆匆像一阵风，有多少故事留下感动。愿曾经的相遇，无论是锦上添花，还是追悔莫及；无论是青涩年华的懵懂赏 识，还是成长岁月无法躲避的经历……愿曾经的过往，依然如花芬芳四溢，永远无悔岁月赐予的美好相遇。 其实，人生之路的每一段相遇，都是一笔财富，尤其亲情、友情和爱情。在漫长的旅途上，他们都会丰富你的生命，使 你的生命更充实，更真实；丰盈你的内心，使你的内心更慈悲，更善良。所以生活的美好，缘于一颗善良的心，愿我们都能 善待自己和他人。 一路走来，愿相亲相爱的人，相濡以沫，同甘共苦，百年好合。愿有情有意的人，不离不弃，相惜相守，共度人生的每 一个朝夕……直到老得哪也去不了，依然是彼此手心里的宝，感恩一路有你！
吸附ppt课件
吸附剂的再生
概念：在吸附剂本身结构不发生 或很少发生变化的情况下，用某 种方法把吸附质从吸附剂孔隙中 除去，恢复吸附能力的过程。
方法：加热再生法、化学氧化法、 溶剂再生法、生物法
.
33
加热再生法：目前最常用最有效的再生 方法。
吸附
.
1
概念
通俗说法：一种物质在另一种物质表面上进行自动累积 浓集的现象。
专业说法：利用多孔性固体物质的表 面吸附污水中的一种或多种污染物。
能起吸附作用的多孔性固体物质—吸附剂
被吸附物质—吸附质
.
2
应用范围
脱色、除臭、脱除重 金属、各种溶解性有 机物、放射性元素等。
.
3
地位
预处理 二级处理后的深度处理
硅藻土
.
31
● 活性氧化铝：
具有许多毛细孔道，比表面积 大，可作为吸附剂、干燥剂及催化剂 使用。
活性氧化铝除氟类似于阴离子交 换树脂，但对氟离子的选择性阴离子 树脂大。活性氧化铝吸附脱氟效果 好，容量稳定，每立方米活性氧化铝 吸氟6400克。活性氧化铝球直径为 Φ2～3，Φ3～5，Φ4～6 。
.
32
.
9
吸附平衡：污水与吸附剂接触后， 一方面吸附质被吸附剂吸附，这是 吸附过程；另一方面一部分已被吸 附的吸附质因热运动而脱离吸附剂 表面，又回到液相中，这是解吸过 程。当吸附速度和解吸速度相等时， 即达到吸附平衡。
.
10
.
11
.
12
例：用活性炭吸附水中色素的试验 方程式为：q=3.9c0.5。今有100L溶 液，起初色素浓度为0.05g/L，欲将 色素除去90%，要加多少活性炭 （g）。
.
30
吸附原理及应用PPT课件
C = C0
交界层
C=0
L
0
1.0
C/C0
吸附
冲洗 洗脱
吸附
冲洗
洗脱
y 时间/体积
固定床内的浓度分布曲线
yF
时间
y
0
0
l
床层长度
q = f (y)
时间
• 指正在发生吸附作用的那段填充层，
吸附区 和 平衡区
yF
y
0
(1)物理吸附：溶质吸与附吸过附剂程之理间论由根于底范
德吸华附力的而分产类生的吸附。 (2)化学吸附：溶质与吸附剂发生化学反 响，形成牢固的吸附化学键和外表络合 物。 (3)交换吸附：溶质的离子由于静电引力 作用聚集在吸附剂外表的带电点上，并 置换出原先固定在这些带电点上的其他 离子。
固体内局部子所受分子间的作用力是对称的，而固体外表 分子所受力是不对称的。向内的一面受内局部子的作用力 较大，而外表向外一面所受的作用力较小， 因而当气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体 外表时就会被吸引而停留在固体外表上。
非
定向力 极性分子的永久偶极静电力
共
诱导力 极性分子与非极性分子之间的吸引力
价
色散力 非极性分子之间的引力〔瞬间偶极〕
作 用
氢键力 介于库仑引力与范德华引力之间的特殊 分子间定向作用力
吸附质和吸附剂之间的作用力－范德华 力
吸附过程理论根底
吸附过程理论根底
吸附过程理论根底
一种特殊的分子间作用力，介于库仑引力与范德华引力 之间的特殊定向力，比诱导力、色散力都有大
〔三〕操作条件
吸附是放热过程，低温有利于吸附，升温 有利于脱附.
吸附工艺和设备
间歇式
操 作 方 式
吸附热力学-吸附及吸附过程PPT课件
1.2 吸附热力学
✓气体混合吸附的Lngmuir等温式
两式联立解得qA，qB分别为：
A
apA
1apAa'
pB
B
apB
1apAa'
pB
对i种气体混合吸附的Lngmuir吸附公式为：
i
ai pi
i
1 a i p i
1
2024/1/9
2021
21
3）Langmuir吸附等温式
1.2 吸附热力学
Langmuir吸附等温式的缺点： ①假设吸附是单分子层的，与事实不符。 ②假设表面是均匀的，其实大部分表面是不均匀的。 ③在覆盖度q 较大时，Langmuir吸附等温式不适用。
✓它意味着吸附热与覆盖度无关。它适用于覆盖度不太大 的情况，
✓Langmuir公式只适用于固体表面的单分子层吸附，它仅 适用于Ⅰ型等温线的气体吸附。
✓Langmuir吸附等温式既适用于物理吸附又适用于化学吸附。
2024/1/9
2021
22
4）BET 吸附等温式
1.2 吸附热力学
为了解决更多的实验问题，1938年， Brunauer(布诺尔)、 Emmett (埃 米特)和Teller (特勒)三人在朗缪尔单分子层吸附理论基础上提出多分子层 吸附理论（公式），简称BET理论（公式）。
第一章 吸附及吸附过程
1.2 吸附热力学
(1) 吸附等温线 (2) 吸附等压线 (3) 吸附等量线 (4) 吸附等温方程 (5) 吸附热
2024/1/9
2021
1.2 吸附热力学
1
(2) 吸附等压线
1.2 吸附热力学
在吸附压力恒定时，吸附量随吸附温度的变化而变化，可
化工原理 吸附PPT幻灯片
吸附剂的选择
活性炭： 吸附力强，分离效果好，来
源容易，价格低廉。粉末状的 活性炭吸附量最大，吸附力也 最强，但因颗粒太细，过滤分 离比较困难，颗粒活性炭过滤 较容易。
生产过程中根据分离物质的 特性来选择合适的吸附剂。
吸附剂的选择
活性炭纤维：
活性炭纤维是用中 间产物碳素纤维活化而 制得的一种纤维状吸附 剂。活性炭纤维孔细， 孔径分布范围窄，外表 面积大，吸附与解吸的 速度快，吸附容量大， 流体通过阻力小。
解吸过程
1. 选择洗脱剂原则 a. 洗脱剂应容易溶胀吸附剂,如大网格吸附剂； b. 洗脱剂对被吸附物有较大的溶解度。
2.吸附在高浓度盐溶液中（加盐析剂），则洗脱可仅 用水；
3.易挥发性物质，用热水或蒸汽解吸； 4.流速 （空间速度，线速度）：洗脱液的流速务必
恰当控制。如果太快，洗脱物在两相中的平衡过 程不完全；如果太慢，洗脱物会扩散。
吸附分子量小的物质，选择比表面积大孔径小的 吸附剂；极性化合物选择极性吸附剂，非极性化 合物选择非极性吸附剂。
影响吸附过程的因素
2.吸附物的性质： 1）结构相似的化合物，在其他条件相同时，高 熔点的由于溶解度较低故易被吸附； 2）溶质自身或在介质中能缔合时利于吸附； 3）吸附物若在介质中离解，吸附量下降； 4）若在极性介质中吸附，必须在等电点附近的 PH范围内进行。
小组成员与分工
学号 20116934 20116935 20116937 20116946 20116952 20116955 20116954
姓名 陈岚 吴夏莲 徐君怡 罗静 杨睿 魏友武 董鹏
参与制作 讲解第二部分PPT 制作第二部分PPT PPT汇总及补充 讲解第一部分PPT 制作第一部分PPT 第一部分资料收集 第二部分资料收集
吸附原理ppt课件ppt课件
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8
小结
一、吸附原理 化学吸附、物理吸附
二、常用吸附剂 活性炭、活性氧化铝、硅胶、沸石分子筛、 吸附树脂、金属有机骨架材料
.
9
作业 1、比较物理吸附与化学吸附
预习 1 、影响吸附的因素 2 、吸附工艺的设计
.
10
THANKS
谢谢聆听
.
11
自来水脱氯、空气净化器
活性氧化铝：做催化剂的载体处理汽车尾气、废水的处理重金属离子、
饮用水去氟、水体除磷
硅胶：
用作干燥剂、催剂载体、气体和液体净化剂等
沸石分子筛：用作干燥剂，可以吸附废气中的SO2和NOx
吸附树脂： 吸附水溶液中的有机物（非离子型）、
水质软化（钙、镁），可再生利用
.
7
新型多孔材料 MOFs空间结构——高比表面积、大孔容
✓ 大多数固体比液体具有更高的表面能。 ✓ 剩余表面能---吸附质浓集
周围介质中其它的物质粒子
受力不均匀
固体表面上的原子或 分子，不可移动。
不平衡力场得到某种程度的补偿
.
4
（1）形成吸附原因
✓一定T、p，被吸附的量随吸附面积的增加而加大。比表面很大的 物质，往往有良好的吸附性能。
如：粉末状或多孔性物质
气体（吸附质）
脱附 吸附
界面
固体（吸附剂）
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5
2020-05-22
物理吸附与化学吸附的比较
理化指标 作用力 吸附热 可逆性 吸附层
吸附速率
物理吸附 范德华力 接近于液化热
可逆 多层吸附 快，活化能小
化学吸附 化学键力 接近于化学反应热
不可逆 单分子层吸附 慢，活化能大
.
6
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3
Langmuir吸附等温线
假设条件：
单层表面吸附、所有的吸附位均相同、被吸附的
粒子完全独立。
方程：qe
qmax
K LCe 1 KLCe
Hale Waihona Puke 线性化：Ceqe1 qmax
Ce
1 K Lqmax
K L是吸附平衡常数
qmax ：吸附剂的最大吸附量，与吸附位有关，理论 上讲与温度是无关的
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4
Langmuir吸附等温线
ΔS>0说明是熵增过程
ΔG<0说明是自发过程
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11
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12
扩散来控制。偏离的了原点则表明表示粒子外部扩散和内部
扩散在整个吸附过程中占主导地位
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10
吸附热力学
G RT ln KC
ln KC
H R
1 T
S R
分离常数(Kc)=CAe/Ce即固液相平衡浓度比 根据不同T和Kc可拟合出ΔH和ΔS
ΔH>0,吸热的过程：焓变值可以区分物理吸附和化学 吸附，物理吸附 2.1–20.9 kJmol−1和化学吸附 20.9–418.4 kJmol−1
.
5
一级动力学模型
dq dt k1(qe q)
边界条件：t = 0, q=0; t = t, q=q
lnqe q ln qe k1t
准一级动力学模型
lgqe
qt
lg
qe
k1 2.303
t
.
6
二级动力学模型
dq dt
k2 qe
q2
边界条件：t = 0, q = 0; t = t, q = q
1 qe
q
1 qe
k2t
准二级动力学模型
t qt
1 k2qe2
1 qe
t
.
7
吸附动力学模型
•一级动力学方程，二级动力学方程，实际是通过机 理推理假设，设定边界条件得到的偏微分方程。
•一级动力学是指反应速率与一种反应物浓度呈线性 关系，二级动力学指反应速率与两种反应物浓度呈 线性关系。
.
8
吸附动力学模型
1）符合Langmuir等温式的吸附为化学吸附。化学 吸附的吸附活化能一般在40~400kJ/mol的范围， 除特殊情况外，一个自发的化学吸附过程，应该 是放热过程，饱和吸附量将随温度的升高而降低。
2）KL为吸附作用的平衡常数，其值大小与吸附剂、 吸附质的本性及温度的高低有关，KL值越大，则 表示吸附能力越强，而且KL具有浓度倒数的量纲。
吸附研究常用模型介绍
.
1
主要内容
一、吸附等温线
1. Freundlich吸附等温线 2. Langmuir吸附等温线
二、吸附动力学
1. 一级动力学模型 2. 二级动力学模型 3. W-M动力学模型
三、吸附热力学
.
2
Freundlich吸附等温线
是一个经验方程，没有假设条件，方程形式如下：
qe K F ce1/ n
.
9
Weber-Morris模型
假设条件：
（1）液膜扩散阻力可以忽略或者是液膜扩散阻力只有在吸附 的初始阶段的很短时间内起作用
（2）扩散方向是随机的、吸附质浓度不随颗粒位置改变
（3）内扩散系数为常数，不随吸附时间和吸附位置的变化而 变化
方程： q KWM t C
C是涉及到厚度、边界层的常数。KWM是内扩散率常数。 q对t1/2是直线且经过原点，说明吸附过程主要是由粒子内部
线性化： lg qe
lg
KF
1 n
lg ce
K F 是吸附平衡常数
一般认为：1）1/n的数值一般在0与1之间，其值 的大小则表示浓度对吸附量影响的强弱。1/n越小， 吸附性能越好。1/n在0.1~0.5，则易于吸附； 1/n>2时难以吸附。2）KF值可视为c为单位浓度 时的吸附量，一般说来，KF随温度的升高而降低。
准一级和准二级因为不是遵守理想的动力学模 型，而是利用某种修正方法得到的新的模型。
•理想单因子环境中，单因子决定反应速率称为一级 动力学； •现实中并不存在单因子理想条件，但是众多因子中 只存在一种因子决定反应速率或理论上不是一级动 力学但可以相当于一级反应的动力学称为准一级动 力学； •二级与准二级动力学的区别同上。