固体表面(活性炭吸附剂)
吸附剂的种类
常用吸附剂简介（发稿时间：2009-02-17 阅读次数：715）常用的吸附剂有：活性炭、天然有机吸附剂、天然无机吸附剂、合成吸附剂。
1、活性炭活性炭是从水中除去不溶性漂浮物（有机物、某些无机物）最有效的吸附剂，有颗粒状和粉状两种状态。
清除水中泄漏物用的是颗粒状活性炭。
被吸附的泄漏物可以通过解吸再生回收使用，解吸后的活性炭可以重复使用。
影响吸附效率的关键因素是被吸附物分子的大小和极性。
吸附速率随着温度的上升和污染物浓度的下降而降低。
所以必须通过实验来确定吸附某一物质所需的炭量。
试验应模拟泄漏发生时的条件进行。
2、天然有机吸附剂天然有机吸附剂由天然产品，如木纤维、玉米秆、稻草、木屑、树皮、花生皮等纤维素和橡胶组成，可以从水中除去油类和与油相似的有机物。
天然有机吸附剂具有价廉、无毒、易得等优点，但再生困难。
3、天然无机吸附剂天然无机吸附剂是由天然无机材料制成的，常用的天然无机材料有黏土、珍珠岩、蛭石、膨胀页岩和天然沸石。
根据制作材料分为矿物吸附剂和黏土类吸附剂。
矿物吸附剂可用来吸附各种类型的烃、酸及其衍生物、醇、醛、酮、酯和硝基化合物；黏土类吸附剂能吸附分子或离子，并且能有选择地吸附不同大小的分子或不同极性的离子。
天然无机材料制成的吸附剂主要是粒状的，其使用受刮风、降雨、降雪等自然条件的影响。
4、合成吸附剂合成吸附剂是专门为纯的有机液体研制的，能有效地清除陆地泄漏物和水体的不溶性漂浮物。
对于有极性且在水中能溶解或能与水互溶的物质，不能使用合成吸附剂清除。
能再生是合成吸附剂的一大优点。
常用的合成吸附剂有聚氨酯、聚丙烯和有大量网眼的树脂。
聚氨酯有外表敞开式多孔状、外表面封闭式多孔状及非多孔状几种形式。
所有形式的聚氨酯都能从水溶液中吸附泄漏物，但外表面敞开式多孔状聚氨酯能像海绵一样吸附液体。
吸附状况取决于吸附剂气孔结构的敞开度、连通度和被吸附物的黏度、湿润力，但聚氨酯不能用来吸附处理大泄漏或高毒性泄漏物。
活性炭吸附实验
实验二 活性炭吸附实验一、实验目的1.通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能；2.掌握间歇式活性炭吸附工艺处理污水确定设计参数的方法； 二、实验原理活性炭吸附就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。
活性炭的吸附作用产生于两个方面，一是由于活性炭与内部分子吸附质分子通过分子间力产生的吸附，称为物理吸附；另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用，此为化学吸附。
活性炭的吸附是上述两种吸附综合作用的结果。
当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时，被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化，而达到了平衡，此时的动态平衡称为活性炭吸附平衡。
而此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。
活性炭的吸附能力以吸附量q 表示MXM )C C (V q 0=-=式中：q ——活性炭吸附量，即单位质量的吸附剂所吸附的物质质量，g/g V ——污水体积，LC 0,C ——分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的污染物浓度，g/L X ——被吸附物质量，g M---活性炭投加量，g在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，两者之间的变化曲线称为吸附等温线，通常用费兰德利希经验式加以表达。
q=K ·C 1/nq ——活性炭吸附量。
g/g C ——被吸附物质平衡浓度，g/LK,n ——与溶液的温度、pH 值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。
将费兰德利希经验式取对数后变换为下式： lgq=lgK+1/nlgC将q 、C 相应值点绘在双对数坐标纸上，所得直线的斜率为1/n ，截距为K ，即可求得K 和n 。
三、实验设备与试剂1.间歇式活性炭吸附实验装置2.六联搅拌器1台或磁力振荡器3.250ml 锥形瓶5个4.粉末活性炭5.烘箱6.COD 、色度测定分析装置、滤纸7.配水 四、实验步骤1.将某污水用滤纸过滤，去除水中悬浮物或自配污水，测定该污水的COD 、色度等值。
第十一章 固体表面
第十一章固体表面11.1本章学习要求1.了解固体表面特性，了解液固界面吸附。
2.掌握气固界面的吸附作用、特性及Freundlich定温式、Langmuir单分子层吸附定温式等相关吸附理论。
了解 B.E.T多分子层吸附定温式及其内容。
3.理解物理吸附和化学吸附的意义和区别。
4.了解液体对固体表面的润湿作用。
理解接触角和 Young方程。
11.2内容概要11.2.1气体在固体表面的吸附1．吸附及类型：固体表面因存在过剩的不平衡力场而具有吸附能力。
它从其周围的介质中吸附其它物质粒子时，可降低固体的表面张力，使体系的Gibbs自由能减小，即吸附作用可以自发进行。
具有吸附能力的物质称为吸附剂(adsorbent)；被吸附的物质称为吸附质(adsorbate)。
根据吸附作用力的不同，可将吸附分为物理吸附和化学吸附。
2．等温吸附公式：一定温度下，吸附平衡时，单位质量吸附剂所吸附气体的体积（折算为273K,标准状态下）或物质的量称为吸附量（adsorbance），单位为或。
定温下吸附量与气体平衡压力p的关系式称为吸附等温式。
（1）Freundlich吸附等温式：或式中k、n为经验常数。
以对作图，应得一直线，其截距为，斜率为，由此可求得k、n。
此式是经验公式，一般适用于中压范围。
（2）Langmuir单分子层吸附理论：（ⅰ）气体在固体表面上的吸附是单分子层的；（ⅱ）固体表面是均匀的，各处吸附能力相同；（ⅲ）已被吸附的气体分子间无作用力；（ⅳ）吸附平衡是吸附与解吸的动态平衡。
（3）Langmuir吸附等温式：或其中：b是吸附平衡常数，，吸附速率常数k1与解吸速率常数k-1之比。
是饱和吸附量。
以对p作图得直线，其截距为，斜率为，由此可求得和b。
由值，可进一步求算吸附剂的比表面积S0，S=S：1kg吸附剂具有的表面积；：1kg吸附剂饱和吸附单分子层吸附质分子的物质的量；A：吸附质分子的截面积m2；mL：Avcgadro常数（）；多数化学吸附是单分子层吸附，当复盖率不大，吸附热变化较小时均能满足Langmuir吸附等温式。
吸附异味的方法-推荐下载
一、植物消除法（吊兰、芦荟）吊兰、芦荟、虎尾兰能大量吸收室内甲醛等污染物质，消除并防止室内空气污染；茉莉、丁香、金银花、牵牛花等花卉分泌出来的杀菌素能够杀死空气中的某些细菌，抑制结核、痢疾病原体和伤寒病菌的生长，使室内空气清洁卫生。
大多数植物白天进行光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气；夜间进行呼吸作用，吸收氧气，释放二氧化碳。
而有些植物则相反，如仙人掌就是白天释放二氧化碳，夜间则吸收二氧化碳，释放氧气，这样晚上居室内放有仙人掌，就可补充氧气，利于睡眠。
二、吸附法（活性炭）吸附是一种固体表面现象。
它是利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物，使其中的一种或几种组分，在固体吸附剂表面，在分子引力或化学键力的作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。
常用的固体吸附剂有焦炭和活性炭等，其中应用最为广泛的是活性炭。
活性炭对对苯、甲苯、二甲苯、乙醇、乙醚、煤油、汽油、苯乙烯、氯乙烯等物质都有吸附功能。
油漆味：新油漆的墙壁或家具有一股浓烈的油漆味，要去除漆味，你只需在室内放两盆冷盐水，一至两天漆味便除，也可将洋葱浸泡盆中，同样有效。
居室异味：居室空气污浊，可在灯泡上滴几滴香水或风油精，遇热后会散发出阵阵清香，沁人心脾。
如何去除室内新装修的油漆味注意:装修好的居室不可马上入住，要尽量通风散味，但又不能打开所有门窗通风，因为这样可能会给刚施工完毕的墙顶漆带来不利，使墙顶急速风干，容易出现裂纹，破坏美观。
1、盛器打满凉水，然后加入适量食醋放在通风房间，并打开家具门。
这样既可适量蒸发水份保护墙顶涂料面，又可吸收消除残留异味;2、买些菠萝在每个房间放上几个，大的房间可多放一些。
因为菠萝是粗纤维类水果，既可起到吸收油漆味又可达到散发菠萝的清香味道、加快清除异味的速度，起到了两全其美的效果;3、要快速清除残留油漆味，可用柠檬酸浸湿棉球，挂在室内以及木器家具内;4、刚装修过的房屋往往有天纳水等各种刺鼻的化工原料气味，把一只破开肚的菠萝蜜（一种形似榴莲的热带水果,但绝不是榴莲啊!!放榴莲可糟了!）放在屋内，由于菠萝蜜个体大（一般有西瓜那么大），香味极浓，几天就可以把异味吸光;5、可以去市场挑选一些高科技的祛味清洁剂，它能去除新装修房、新家具等散发出的有害气体。
固体表面的吸附
BET公式
为了使用方便，将二常数公式改写为：
p 1 c 1 p V ( ps p) Vm c Vm c ps
p 用实验数据 V ( p p) s
对
p ps
作图，得一条直线。从直
线的斜率和截距可计算两个常数值c和Vm，从Vm可 以计算吸附剂的比表面：
Am LVm Am是吸附质分子的截面积， S 3 1 22.4dm mol 要换算到标准状态(STP)。
Freundlich吸附等温式
Ea E a ln
0 0 Ed Ed ln
RT
ka p kd
kp
1 n
ka k kd
RT
,n
RT
Freundlich吸附等温式
Freundlich吸附等温式有两种表示形式：
Langmuir吸附等温式
②多组分吸附
当A和B两种粒子都被吸附时，A和B分子的吸附与
解吸速率分别为：
ra k1 pA (1 A B ) rd k-1 A
达吸附平衡时，ra = rd
ra k1' pB (1 A B )
' rd k 1 B
A apA 1 A B
d ra rd ka p exp dt RT
kd exp RT
上式即为叶诺维奇（Elovich）方程
乔姆金方程
达吸附平衡时，
ra rd
ka p exp RT
kd exp RT
叶诺维奇（Elovich）方程
Ea E a0 0 Q Q ( ) 0 Ed Ed E 0 p (1 ) exp
固体表面的吸附
固体表面的气体与液体有在固体表面自动聚 集，以求降低表面能的趋势。 固体表面的气体或液体的浓度高于其本体 浓度的现象，称为固体的表面吸附。 广泛的应用：
干燥剂、防毒面具、脱色剂、色谱、污水处 理、催化剂、…
Adsorbent (吸附剂) and adsorbate (吸附质)
当气体或蒸汽在固体表面被吸附时，固体称为
固体表面的特性
固体表面上的原子或分子与液体一样，受力 也是不均匀的，而且不像液体表面分子可以移动， 通常它们是定位的。 Solid Na Ag NaCl MgO 石蜡 聚乙烯 云母 γ/(mJ m-2) 200 800 190 1200 25.4 33.1 2400 大多数固体比液体具有更高的表面能
♦ Since the conc. is uniform throughout the material, absorption is a 'bulk phenomenon'. But adsorption is a 'surface phenomenon'.(conc. is higher in surface of adsorbent) ♦ Absorption occurs at uniform rate. Adsorption is rapid at the beginning ,but it's rate slowly decreases
• 2、在金属氧化物上CO的化学吸附 • 一氧化碳在金属氧化物上的吸附是不可逆的,一 氧化碳与金属离子是以σ 结合的 • IR:2200cm-1
• 四、烯烃的化学吸附态 在金属上烯烃的吸附态 • 烯烃在过渡金属表面既能发生缔合吸附也能发 生解离吸附。这主要取决于温度、氢的分压和 金属表面是束吸附氢等吸附条件。如乙烯在预 吸附氢的金属表面上发生σ型（如在Ni[111]面） 和π型（如在Pt[100]面两缔合吸附。
实验三活性炭吸附实验
实验三：活性炭吸附试验一、实验目的（1）通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作。
（2）掌握用“间歇”法、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法。
二、实验原理活性炭吸附是目前国内外应用比较多的一种水处理手段。
由于活性炭对水中大部分污染物都有较好的吸附作用，因此，活性炭吸附应用于水处理时往往具有出水水质稳定，适用于多种污水的优点。
活性炭吸附常用来处理某些工业废水，在有些特殊情况下也用于水处理。
活性炭吸附利用活性炭固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，达到净化水质的目的。
净化水质的目的。
活性炭的吸附作用产生于两个方面，活性炭的吸附作用产生于两个方面，活性炭的吸附作用产生于两个方面，一是物理吸附，一是物理吸附，一是物理吸附，指的是活指的是活性炭表面的分子受到不平衡的力，而使其他分子吸附于其表面上；另一个是化学吸附，指活性炭与被吸附物质之间的化学作用。
活性炭的吸附是上述两种吸附综合作用的结果。
当活性炭在溶液中的吸附和解析处于动态平衡状态时，成为吸附平衡，此时，被吸附的物质的溶液中的浓度和再活性炭表面的浓度均不再变化，而此时被吸附的物质在溶液中的浓度成为平衡浓度，活性炭的吸附能力以吸附容量q 表示，即：MC C V q )(0-=式中 q ——活性炭吸附量，即单位质量的吸附剂所吸附的物质量（g/g ）； V ——污水体积（l ）；C 0，C ——分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质的质量浓度（g/l ）；M ——活性炭投加量（g ）。
在温度一定的条件下，活性炭的吸附量q 与吸附平衡时的质量浓度C 之间关系曲线称为吸附等温线。
在水处理工艺中，通常用Freundlich 吸附等温线来表示活性炭吸附性能。
其数学表达式为：nC K q 1·=式中 K ——与吸附比表面积、温度有关的系数；n ——与温度有关的常数； q ，C ——同前。
K ，n 求法是通过间歇式活性炭吸附实验测得q ，c 相应之值，将上式取对数后变换为下式：c n K D q lg 1lg lg +=将q ，c 相应值绘在双对数坐标上，所得直线斜率为n1，截距为K 。
吸附剂一般有以下特点
吸附剂一般有以下特点一、概述能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。
吸附剂一般有以下特点：大的比表面、适宜的自动馏程孔结构及表面结构；对吸附质有强烈的吸附能力；一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便，容易再生；有良好的机械强度等。
吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类，如粗孔和细孔吸附剂，粉状、粒状、条状吸附剂，碳质和氧化物吸附剂，极性和非极性吸附剂等。
常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂(如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等)。
衡量吸附剂的主要指标有：对不同气体杂质的吸附容量、磨耗率、松装堆积密度、比表面积、抗压碎强度等。
用于滤除毒气，精炼石油和植物油，防止病毒和霉菌，回收天然气中的汽油溴价以及食糖和其他带色物质脱色等。
二、吸附剂的种类工业上常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等，另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。
气体吸附分离成功与否，极大程度上依赖于吸附剂的性能，因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。
1.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，分子式为SiO2.nH2O，为一种亲水性的极性吸附剂。
它是用硫酸处理硅酸钠的水溶液，生成凝胶，并将其水洗除去硫酸钠后经干燥，便得到玻璃状的硅胶，它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等。
工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。
粗孔硅胶在相对压力变送器湿度饱和的条件下，吸附量可达吸附剂重量的８０％以上，而在低湿度条件下，吸附量大大低于细孔硅胶。
活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成，它的性质取决于最初氢氧化物的结构状态，一般都不是纯粹的Al2O3,多次开关机即可使被磁化的金属部件消磁,而是部分水合无定形的多孔结构物质，其中不仅有无定形的凝胶，还有氢氧化物的晶体。
由于它的毛细孔通道表面具有较高的活性，故又称活性氧化铝。
它对水有较强的亲和力，是一种对微量水深度干燥用的吸附剂。
固体在溶液中的吸附）
实验八十四 固体在溶液中的吸附1. 简述测定活性炭在醋酸水溶液中对醋酸的吸附求出活性炭比表面的实验原理。
答：根据固体对气体的单分子层吸附理论，认为固体表面的吸附作用是单分子层吸附，即吸附剂一旦被吸附质占据之后，就不能吸附。
Γ∞为饱和吸附量，即固体完全被吸附质占据，再假定吸附质分子在吸附剂表面上是直立的，每个醋酸分子所占的面积以0.243nm 2计算，则吸附剂的比表面230186.02100.24310A s N a ∞∞Γ∞⨯⨯⨯=Γ=，则只要求出Γ∞，就可以求出吸附剂的比表面。
固体在溶液中吸附量 ： ()m V c c m x 0-==Γ，固体在溶液中吸附符合兰格缪尔吸附等温式： ck ck+Γ=Γ∞1 重新整理可得：c c ∞∞Γ+Γ=Γ1k 1 ，以Γc 对c 作图，得一直线，由直线的斜率可求得Г∞，2. 在固体在溶液中的吸附实验中，为了节省时间，如果震荡机一次放不下全部样品，那么，你认为应先放浓度低的还是浓度高的样品去震荡？为什么？答：应该先放浓度低的样品去振荡。
因为在一定的浓度范围里，随着浓度的增大吸附越容易达到平衡，先放浓度小的溶液振荡可节约时间。
3. 在固体在溶液中的吸附实验中，对滴定用的锥形瓶作如下的处理：（1）洗涤后锥形瓶没吹干，（2）用待测液洗涤锥形瓶两次，问对实验有何影响？答：（1）中的情形对实验没有影响，因为在滴定时，只与物质的量有关，而与浓度是无关的。
（2）中的情形对实验是有影响的，将会使实验的结果偏大，用待测液洗涤会使锥形瓶中的物质的量增大。
4. 在固体在溶液中的吸附实验中，如何判断吸附平衡的达到？答: 取少许滴定，前后两次取样量相同，滴定消耗试剂的量在误差允许的范围内，则可判定已经达到了平衡。
5. 固体在溶液中的吸附实验中，活性碳在HAc水溶液中对HAc的吸附达到平衡后溶液的浓度会怎样？答：达到平衡后溶液的浓度将降低到某一值后不再随时间的改变而改变。
6. 在固体在溶液中的吸附实验中，吸附作用与那些因素有关？答：在固体在溶液中的吸附实验中，吸附作用与下列因素有关：（1）温度，固体在溶液中吸附是放热过程，因此，一般温度升高，吸附量减少。
环境工程原理-环境工程原理课后思考题解答5吸附
第五章 吸 附1、固体表面吸附力有哪些，常用的吸附剂有哪些，主要特性是什么，各有什么应用？ 答：吸附剂与吸附质间的吸附力有分子引力和化学键引力。
分子引力，吸附力较弱，所以也称范德华吸附。
化学键引力比分子引力大得多。
吸附过程分可逆和不可逆。
常见的吸附剂有活性炭吸附剂、硅胶吸附剂、活性氧化铝、沸石分子筛、有机树脂吸附剂等。
2、吸附平衡是如何定义的，平衡吸附量如何计算？答：吸附平衡是指在一定温度和压力下，吸附剂与吸附质有足够接触时间，吸附量与解吸量相等，载体中吸附质的浓度不再发生变化时，吸附即达到了动态平衡。
3、吸附等温线的物理意义是什么，温度、吸附质分压对吸附是如何影响的？答：气相吸附过程中，操作温度、压力等均有影响，所以吸附平衡关系可以用不同的方法表示，通常用于等温条件下单位质量吸附剂的吸附容量与气相中吸附质分压的关系来表示，即q*＝f(p)，表示吸附容量与气相中吸附质分压的关系曲线称为吸附等温线。
一般，同一平衡分压下，平衡吸附量随着温度升高而降低。
一定温度下，平衡吸附量随气体压力的升高而增加，所以吸附-解吸循环操作方式通常是低温吸附，高温解吸；高压吸附，低压解吸。
4、Langmuir 方程的基本假设是什么，方程的形式和适用范围，方程式中的常数如何求解？ 答：假设：① 吸附剂表面是单分子层吸附；② 被吸附的分子之间没有相互作用力；③ 吸附剂表面是均匀的。
也可写为mm kq q p q p 1*+= 对于一定的吸附剂，其吸附容量是一定的，即q m 一定。
若以p/q*为纵坐标，p 为横坐标作*m 1k q p q kp =+图，可得一直线，该直线斜率为1/q m 。
5、BET 方程的物理意义是什么？答：BET 吸附模型是在Langmuir 方程模型的基础上建立起来的，BET 方程是等温多分子层的吸附模型，其假设条件为：① 吸附剂表面为多分子层吸附，吸附分子在吸附剂上按层次排列；② 被吸附分子间没有相互作用力，每层的吸附服从朗格缪尔吸附模型；③ 第一层的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； ④ 总吸附量为各层吸附量的总和。
活性炭吸附原理是什么
活性炭吸附原理是什么
活性炭吸附原理是指活性炭通过表面吸附作用，将气体、液体或溶液中的有害物质捕获并吸附到其孔隙或表面上的机理。
活性炭具有大量的微孔和介孔结构，增大了其比表面积，可提供更多的吸附位点来吸附有害物质。
活性炭上的吸附作用主要是物理吸附，即分子之间的静电引力或范德华力。
由于其表面具有高度多孔和高度分布的孔隙结构，能够吸附各种分子和离子。
活性炭的吸附原理可通过几种机制来解释，包括表面吸附、毛细作用和扩散。
表面吸附是指有害物质与活性炭颗粒表面的物理作用，例如通过分子间力吸附。
毛细作用是指有害物质在活性炭微孔结构中的吸附，通过毛细管效应提供更大的吸附能力。
扩散是指有害物质从外部环境通过气体或液体的浓度梯度，通过活性炭孔隙进入其内部。
活性炭的吸附能力和效果受多种因素影响，包括活性炭的孔隙结构（如孔径、孔隙分布）、比表面积、孔隙体积和孔隙性质等。
此外，温度、湿度、浓度等外部条件也会对活性炭的吸附行为产生影响。
活性炭吸附原理的应用非常广泛，如水处理、空气净化、环境保护等领域。
通过合理选择合适的活性炭材料和操作条件，可以有效去除有害物质，提高水质和空气质量。
吸附法原理
吸附法原理
吸附法是一种常用的分离和富集技术，它基于物质在固体表面上相互作用的原理。
吸附法可用于废水处理、大气污染控制、药物分离纯化和化学分析等领域。
吸附法的原理是利用吸附剂上的表面活性位点与目标物质之间的相互作用力，将目标物质从溶液或气体中吸附到吸附剂表面上，从而实现分离和富集。
常用的吸附剂包括活性炭、硅胶、分子筛等。
吸附过程中的相互作用力可以分为物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附是由于吸附剂表面的吸附位点与目标物质之间的范德华力或静电作用力引起的，强度较弱，可以通过改变温度、压力或吸附剂活性位点的化学性质进行控制。
化学吸附则是由于吸附剂与目标物质之间发生化学反应引起的，吸附力较强，难以逆转。
吸附法在实际应用中需要考虑吸附剂的选择、操作条件的优化以及吸附剂的再生等问题。
不同的目标物质可能需要选择不同的吸附剂，以实现高效分离和富集。
操作条件的优化包括控制温度、压力、pH值等，并且需要通过实验和模拟计算来确定最佳条件。
吸附剂的再生是指将吸附剂上吸附的目标物质从吸附剂上脱附，并使吸附剂恢复到可再次使用的状态。
总之，吸附法利用物质在固体表面上的相互作用实现分离和富集。
它是一种灵活、可控性强的技术，在环境保护、化工生产和科学研究等方面具有广泛的应用前景。
实验四活性炭吸附实验（综合）
实验四 活性炭吸附实验（综合）一、实验目的和要求1．通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作。
2．掌握用“间歇法”、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法。
综合性实验，实验时数可安排为0.2周。
二、实验设备与仪器实验仪器：烘箱、振荡器、pH 计等实验器材：蠕动泵、有机玻璃柱、COD 测定装置、烧杯、移液管等。
实验材料：活性炭、滤纸、常规化学药剂等。
三、实验前准备工作1．预习实验指导书实验四的内容。
2．将活性炭放在蒸馏水中浸24h ，然后放在105℃烘箱内烘至恒重，再将烘干后的活性炭压碎，制成200目的粉末活性炭，放置于干燥器中备用。
3．熟悉实验装置。
4．熟悉COD 、SS 等指标的测定方法。
四、实验注意事项1．由于实验内容具有一定的理论深度，实验前必须认真阅读《给水工程》课本中关于活性炭吸附的相关内容。
2．必须认真做好准备工作，以保证实验的顺利进行。
五、实验原理活性炭吸附是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。
活性炭对有机物的吸附包括物理吸附和化学吸附两个方面。
通常，活性炭的吸附能力采用活性炭的吸附量q 表示。
0()V C C Xq M M-== （式4.1）式中：q ——活性炭吸附量，即单位质量的活性炭吸附剂所吸附的物质量，g/g ；V ——污水体积，L ；C 0，C ：——分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度，g/L ； X ——被吸附物质重量，g ；M ——活性炭投加量，g 。
在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，两者之间的变化曲线称为吸附等温线，通常用费兰德利希经验式加以表达。
1nq K C = （式4.2）式中：q ——活性炭吸附量，g/g ；C ——被吸附物质平衡浓度，g/L ；K ，n ——常数（与溶液的温度，pH 值以及吸附剂和被吸附物质有关）。
K ，n 值求法如下：通过间歇式活性炭吸附实验测得q 、C 一一相应之值，将式（4-2）取对数后变换为：1lg lg lg q K C n=+ （式4.3）将q 、C 相应点会在双对数坐标纸上，所得直线斜率为1n，截距为K 。
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
常用吸附剂——精选推荐
常用吸附剂吸附过程基本知识1.吸附现象固体将与其接触的气体或液体溶质吸引到自己表面上的过程称为吸附。
吸附过程是在固体表面进行物质浓缩的过程。
在表面上能发生吸附作用的固体物质称为吸附剂。
被吸附的物质称为吸附质。
根据吸附剂内部结构可分为无孔型和有孔型。
如孔型吸附剂的内部没有毛细孔，起吸附的表面积小，吸附量小；有孔吸附剂其内部具有无数的毛细孔，总表面积很大，吸附量大。
常用的吸附剂都是多孔型，且孔道越多吸附能力越强。
2.吸附原理根据吸附的作用力不同，可把吸附分为物理吸附与化学吸附。
(1)物理吸附：产生物理吸附的力是分子间引力，或称范德力。
固体吸附剂与气体分子之间普遍存在着分子间引力，当固体和气体的分子引力大于气体分子之间的引力时，即使气体的压力低于与操作温度相对应的饱和蒸气压，气体分子也会冷凝在固体表面上，即发生了吸附，其吸附速度极快。
物理吸附不发生化学反应，是靠分子引力产生的，当吸附物质的分压升高时，可以产生多分子层吸附。
(2)化学吸附：化学吸附亦称活性吸附，它是由于固体表面与吸附质分子之间发生化学结合的结果。
化学吸附的作用力大于物理吸附的范德华力。
物理吸附和化学吸附并不是孤立的，往往相伴发生。
在生物分离过程中，大部分的吸附往往是几种吸附综合作用的结果。
由于吸附质、吸附剂及其他因素的影响，可能某种吸附是起主导作用的。
3.常用的吸附剂目前工业上常用的吸附剂主要有活性炭、活性炭纤维、活性氧化铝、硅胶、大孔树脂、羟基磷石灰、白土和分子筛等。
第一节硅胶吸附剂1.硅胶的型号无机硅胶是一种高活性吸附材料，通常是用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。
硅胶属非晶态物质，其化学分子式为。
不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。
硅胶颗粒内部具有毛细孔，毛细孔数量随制造方法不同而不同。
硅胶根据其孔径的大小可分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。
由于孔隙结构的不同，因此它们的吸附性能各有特点。
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验报告实验 3 3活性炭吸附实验报告一、研究背景：1.1、、吸附法吸附法处理废水是利用多孔性固体（吸附剂）的表面吸附废水中一种或多种溶质（吸附质）以去除或回收废水中的有害物质，同时净化了废水。
活性炭是由含碳物质（木炭、木屑、果核、硬果壳、煤等）作为原料，经高温脱水碳化和活化而制成的多孔性疏水性吸附剂。
活性炭具有比表面积大、高度发达的孔隙结构、优良的机械物理性能和吸附能力，因此被应用于多种行业。
在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。
除此之外，活性炭还被用于制造活性炭口罩、家用除味活性炭包、净化汽车或者室内空气等，以上都是基于活性炭优良的吸附性能。
将活性炭作为重要的净化剂，越来越受到人们的重视。
1.2 、影响吸附效果的主要因素在吸附过程中，活性炭比表面积起着主要作用。
同时，被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。
此外，pH 的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。
1.3 、研究意义在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。
活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。
二、实验目的本实验采用活性炭间歇的方法，确定活性炭对水中所含某些杂质的吸附能力。
希望达到下述目的：(1)加深理解吸附的基本原理。
(2)掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。
(3)掌握用间歇式静态吸附法确定活性炭等温吸附式的方法。
(4)利用绘制的吸附等温曲线确定吸附系数：K、1/n。
K 为直线的截距，1/n 为直线的斜率三、主要仪器与试剂本实验间歇性吸附采用三角烧瓶内装人活性炭和水样进行振荡方法。
1 3.1 仪器与器皿：恒温振荡器 1 台、分析天平 1 台、分光光度计 1 台、三角瓶 5 个、1000ml 容量瓶 1 个、100ml 容量瓶 5 个、移液管 2 3.2 试剂：活性炭、亚甲基蓝四、实验步骤（1 1 ）、标准曲线的绘制1、配制 100mg/L 的亚甲基蓝溶液：称取 0.1g 亚甲基蓝，用蒸馏水溶解后移入1000ml 容量瓶中，并稀释至标线。
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——活性炭吸附剂
目录
1.吸附的相关概念 2.活性炭吸附塔的概述及工作原理 3.活性炭对甲苯的等温吸附 ngmuir吸附理论、吸附等温式及 活性炭对甲苯的饱和吸附量 5.比表面积及孔径对吸附效率的影响 6.吸附热力学及甲苯在活性炭上的平 均吸附热
7.总结
1.1.吸附的概念
为使表面能降低，固体表面会自发地利用其未饱 和的自由价来捕获气相或液相中的分子，使之在固 体表面上浓集，这一现象称为固体对气体或液体的 吸咐。
方法简介：取一定量活性炭，装入样品管并置 于 脱气口，在250℃下抽真空脱气12 h． 然后测定不同分压p下活性炭对高纯度N2的 平衡吸附附量Va。以1/va对1/p拟合直线作 图，由直线的截距求出饱和吸附量。根据下 式：
L为阿伏伽德罗常数 （6.02x10^23） Vo为摩尔体积（22400mL/mol） As被测样品比表面积 (m2/g) Am氮分子等效最大横截面积（密排 六方理论值Am = 0.162 nm2）
Θ=
固体总得表面结
吸附速率 V吸附 K1P(1 )N
解吸速 V解吸 K1N
率
bp
动态平衡
θ=
1 bp
4.3.活性炭对甲苯的饱和吸附量
• 以langmiur等温式为基础，对３０℃时的 实验数据进行模型拟合分析，研究活性炭在 不同分压下压强与甲苯平衡吸附量之间的关 系。
• 以分压的倒数对平衡 吸附量的倒数作图， 如图６所示，实验数 据经过langmuir方程 拟合后，直线的相关 系数R2＝0.918，从直 线截距的倒数可以计 算出在该条件下活性 炭的饱和吸附量为 273.23ｍｇ／ｇ。
具有吸附能力的固体物质称为吸附剂(adsorbent) 被吸附的物质称为吸附质(adsorbate)。
按吸附剂和吸附质的本质的不同，吸附可以分 为物理吸附和化学吸附。两者的本质不相同，所以 表现出许多不同的吸附性质。具体见下表：
常用的吸附剂有：硅胶、分子筛、 活性炭等。
物理吸附与化学吸附比较
分子间作 用力
Hale Waihona Puke 2.1.活性炭吸附塔的概述GHF系列活性炭吸附过滤塔一 种废气过滤吸附异味的环保设备产 品，活性炭吸附塔具有吸附效率高 、适用面广、维护方便、能同时处 理多种混合废气等优点，活性炭具 有去除甲醛、甲苯等有害气体和消 毒除臭等作用，活性炭吸附塔现广 泛用于酸洗作业、实验室排风、冶 金、化工、医药、涂装、食品、酿 造等废气处理。
有害气体分子完全进入的情况下
（过大或过小都不行）才能达到最 佳吸附效果。
如何测量活性炭比表面积及孔径？
5.1.气体吸附法测活性炭比表面
氮分子模型
氮气因其易 获得性和良 好的可逆吸 附特性，成 为最常用的 吸附质。
原理：依据气体在固体表面的
吸附 特性，在一定的压力下， 被测样品颗粒（吸附剂）表面在 超低温下对气体分子（吸附质） 具有可逆物理吸附作用，并对应 一定压力存在确定的平衡吸附量 。通过测定出该平衡吸附量，利 用理论模型来等效求出被测样品 的比表面积。由于实际颗粒外表 面的不规则性，严格来讲，该方 法测定的是吸附质分子所能到达 的颗粒外表面和内部通孔总表面 积之和，如图所示意位置。
4.1.朗缪尔单分子层吸附理论的基本 假设
(1)单分子层吸附 (2)固体表面是均匀的 (3)被吸附在固体表面上的分子之间无相互 作用力 (4)吸附平衡是一种动态平衡
4.2.朗缪尔等温式的推导
K1
A(g) M (表面) AM K 1
设θ为任一瞬间固体表面被覆盖的分数，称为覆盖率，即
已被吸附质覆盖的固体表面积
通过这种方法测定的比表 面积我们称之为“等效”比表面 积，所谓“等效”的概念是指： 样品的比表面积是通过其表面
密排包覆（吸附）的氮气分子
的量和分子最大横截面积来表 征。
测量方法的分类
比表面积测试方法有两种分类标准。一是 根据测定样品吸附气体量多少方法的不同，可 分为：连续流动法、容量法及重量法；再者是 根据计算比表面积理论方法不同可分为：直接 对比法比表面积分析测定、Langmuir法比表面 积分析测定和BET法比表面积分析测定等。
2.2.工作原理:
含尘气体由风机提供动力，正压 或负压进入活性炭吸附塔体，由于活 性炭固体表面上存在着未平衡和未饱 和的范德华力或化学健力，同时存在 物理吸附和化学吸附。因此当此固 体表面与气体接触时，就能吸引气体 分子，使其浓聚并保持在固体表面， 污染物质从而被吸附，废气经过滤器 后，进入设备排尘系统，净化气体高 空达标排放。
5.活性炭吸附效率的影响因素：
△ 比表面积 △ 孔径
比外表积 ：单位分量的吸附剂所具 有的外表积称为比外表积（㎡/g）， 比外表积越大，吸附才能越强，通 常比外表积随物质多孔性的增大而 增大。因为孔性活性炭的比外表积 可达1000㎡/g以上。 孔径：只有当活性炭的孔隙结构略
大于有害气体分子的直径，能够让
物理吸附
范德华引力
化学吸附
化学键
选择性
无选择性
有选择性
吸附稳定 性
不稳定，易解吸
稳定，不易解吸
吸附分子 层数
单分子层，多分子层
单分子层
吸附速率
较快，不需活化 能，不受温度影响
较慢，需活化 能，受温度影响
什么是活性炭？？？
• 活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸状的 无定形具有多孔的炭。主要成份为炭， 还含有少量氧、氢、硫、氮、氯。也具 有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小 ，层层不规则堆积。具有较大的表面积 （500～1000㎡/克）。有很强的吸附能 力，能在它的表面上吸附气体，液体或 胶态固体。对于气、液的吸附可接近于 活性炭本身的质量的。
喷漆/有机废气处理活性炭吸附塔工程平画图示
3.1.活性炭对甲苯的等温吸附
在２０ ℃ 、３０ ℃和４０℃时，测定了甲 苯在活性炭上的吸附等温线如图所示。
通过上图可以看出，在不同温度下，
甲苯在活性炭上的吸附等温线在高浓度时 呈水平或接近水平状平台，按ＩＵＰＡＣ 分类，吸附等温线均为Ⅰ型吸附等温线， 表明其孔隙结构以微孔为主。等温线的初 始部分代表活性炭负载氧化锌的微孔填充 ，在较高相对压力下平台的斜率是非微孔 表面上的多层吸附所致，甲苯的吸附容量 随着温度的升高而降低，在吸附质气体分 压很低时，吸附剂在气相中也有很高的吸 附量。