吸附剂及其分类
二氧化碳吸附剂
二氧化碳吸附剂简介二氧化碳（CO2）是一种温室气体，对于全球气候变化起着重要作用。
近年来，随着全球气温升高与气候变化问题的日益严重，减少二氧化碳排放成为全球关注的焦点之一。
因此，寻找有效的二氧化碳吸附剂成为了科研人员和工程师们的目标之一。
二氧化碳吸附剂的定义二氧化碳吸附剂是一种材料或物质，能够选择性地从气体或液体中吸附二氧化碳分子。
吸附是指物质表面接触到气体或液体时，分子会通过各种相互作用力与该物质的表面结合。
二氧化碳吸附剂能够吸附CO2分子，将其从气体或液体中分离出来。
二氧化碳吸附剂的分类根据吸附剂的物理性质和化学性质的不同，二氧化碳吸附剂可以分为以下几类：1. 高分子吸附剂高分子吸附剂是一种含有特定官能团的聚合物材料。
这种吸附剂能够通过物理吸附、化学吸附或表面配位吸附来吸附二氧化碳分子。
常见的高分子吸附剂包括活性炭、聚酰胺和树脂材料等。
2. 金属有机骨架吸附剂金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks，MOFs）是一种由金属离子与有机配体组成的结晶材料。
MOFs具有高度有序的孔道结构，可以通过物理吸附和表面配位吸附来吸附二氧化碳分子。
相比于传统的吸附剂，MOFs具有更高的表面积和孔隙度，因此吸附性能更好。
3. 碳捕获材料碳捕获材料是一类专门用于捕获和分离二氧化碳的材料。
这些材料通常具有高的选择性和吸附容量，能够有效吸附二氧化碳。
常见的碳捕获材料包括金属有机骨架、活性炭和氧化物等。
二氧化碳吸附剂的应用二氧化碳吸附剂在以下领域具有广泛的应用：1. 环境保护二氧化碳吸附剂可以用于减少工业废气中二氧化碳的排放。
将吸附剂放置在废气流中，可以选择性地吸附二氧化碳分子，从而减少大气中温室效应气体的浓度。
2. 气体分离与提纯二氧化碳吸附剂还可以应用于气体的分离与提纯。
利用吸附剂的选择性吸附能力，可以将混合气体中的二氧化碳分离出来，从而获得纯净的气体。
3. 二氧化碳捕获与储存二氧化碳捕获与储存（Carbon Capture and Storage，CCS）是一种减少CO2排放的技术。
吸附剂使用手册
吸附剂使用手册一、简介吸附剂是一种常用的化学材料，具有吸附和分离物质的能力。
本手册旨在向用户提供有关吸附剂的基本知识和正确使用方法，以确保最佳的吸附效果和安全性。
二、吸附剂的分类根据用途和化学性质不同，吸附剂可分为以下几类：1. 活性炭：活性炭是一种多孔碳材料，具有很大的比表面积，能够有效吸附气体和溶解物质，广泛用于空气和水的净化处理。
2. 分子筛：分子筛是一种具有有序孔道结构的晶体材料，能够选择性吸附不同大小和形状的分子，常用于分离和干燥气体和液体。
3. 吸附树脂：吸附树脂是一种高分子化合物，具有吸附和释放离子的能力，常用于水处理、药物分离等领域。
4. 吸附剂纸：吸附剂纸是一种涂有吸附剂的特殊纸张，用于分离和检测物质成分。
三、吸附剂的应用领域吸附剂广泛应用于许多领域，包括但不限于：1. 环境净化：活性炭用于吸附空气中的有害气体和异味物质，分子筛用于水和空气中的污染物去除。
2. 医药领域：吸附树脂用于药物分离、纯化和去除杂质。
3. 化学工艺：吸附剂在化学反应中起到催化剂和分离剂的作用，提高反应效率。
4. 食品加工：吸附剂纸用于食品中有害物质的检测和分离，确保食品安全。
5. 实验室研究：吸附剂在实验室中用于分离和富集目标物质，便于后续分析和检测。
四、吸附剂的选择和使用方法1. 根据目标物质的特性选择合适的吸附剂：不同的吸附剂对不同的物质有特异性吸附特性，根据目标物质的特性选择合适的吸附剂，以获得最佳的吸附效果。
2. 确定吸附剂的用量和接触时间：根据目标物质的浓度和要求的吸附效果，确定合适的吸附剂用量和接触时间，避免过量使用或接触时间过短导致吸附效果不佳。
3. 注意吸附剂的再生和处理：一些吸附剂可以通过再生或处理恢复其吸附性能，合理采取相应的再生或处理方法，延长吸附剂的使用寿命和降低成本。
4. 安全操作：使用吸附剂时，应佩戴适当的防护装备，避免直接接触吸附剂，防止吸附剂进入眼睛或口腔，确保操作过程的安全性。
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。
焦炉煤气制氢
目录前言 (3)第一节吸附工艺原理 (5)1.1 吸附的概念 (5)1.2 吸附的分类 (6)1.3 吸附力 (7)1.4 吸附热 (9)1.5 吸附剂 (9)1.6 吸附平衡 (12)1.7 PSA-H2工艺的特点 (14)第二节PSA-H2流程选择分析 (16)2.1 TSA与PSA流程的选择 (16)2.2 真空再生流程与冲洗再生流程的选择 (17)2.3 均压次数的确定 (17)第三节PSA-H2流程描述 (18)3.1 工艺流程简图 (18)3.2工艺流程简述...................................................................................... 错误!未定义书签。
2．3．1工艺方案的选择 (18)2．3．2本装置工艺技术特点 (18)2．4工艺流程简述 (20)2．4．1预净化工序100#（参见图P0860-32-101） (20)2．4．2压缩及预处理工序200#（参见图P0860-32-201、P0860-32-202） (20)2．4．3变压吸附提氢工序300#（参见图P0860-32-301） (21)2．4．4脱氧干燥工序400#（参见图P0860-32-401） (22)2．5装置布置（参见图P0860-33-01） (22)2．6主要工艺控制指标 (23)第四节PSA-H2操作参数的调整 (24)4.1 相关参数对吸附的影响 (24)4.2 吸附压力曲线及其控制方式 (24)4.3 关键吸附参数的设定原则及自动调节方式 (25)4.4 提高PSA-H2装置可靠性的控制手段 (26)第五节PSA-H2装置注意事项 (27)5.1 吸附剂装填注意事项 (27)5.2 生产注意事项 (27)前言吸附分离是一门古老的学科。
早在数千年前，人门就开始利用木炭、酸性白土、硅藻土等物质所具有的强吸附能力进行防潮、脱臭和脱色。
吸附法的分类
吸附法的分类
吸附法主要可以分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三类。
1. 物理吸附：基于吸附剂与溶质之间的分子间作用力即范德华力。
溶质在吸附剂上吸附与否或吸附量的多少主要取决于溶质与吸附剂极性的相似性和溶剂的极性。
一般物理吸附发生在吸附剂的整个自由表面，被吸附的溶质可通过改变温度、PH和盐浓度等物理条件脱附。
2. 化学吸附：会释放大量的热，吸附热高于物理吸附。
化学吸附一般为单分子层吸附，吸附稳定，不易脱附，故洗脱化学吸附质一般需采用破坏化学结合的化学试剂为洗脱剂。
化学吸附具有高选择性。
3. 离子交换吸附：所用吸附剂为离子交换剂。
离子交换剂表面含有离子基团或可离子化基团，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程发生电荷转移。
离子交换的吸附质可以通过调节PH或提高离子强度的方法洗脱。
以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
免疫吸附课件
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22
体外清除自身抗体(3)
神经系统疾病 重症肌无力
Guillain-Barre 系统性疾病
SLE 类风湿性关节炎
皮肌炎
结节性多动脉炎
内分泌、代谢疾病
耐胰岛素性糖尿病
其它
伴有抗精子抗体的不孕症
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23
体外清除自身抗体(4)
肾 (或其它器官) 移植 移植前
清除抗 HLA抗体，降低PRA 减少急性排斥反应，提高肾存活率 方法
免疫吸附 (Immunoadsorption)
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1
提要 前言 IA剂的条件及分类 IA技术
临床应用 结语
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2
前言
1979年，Teman第一次将IA技术应用于
临床，IA已逐渐成为BP领域的一个重要
分支， 日益受到人们广泛关注。
IA是指高度特异性的抗原、抗体或有特
定物理化学亲和力的物质 (配基) 与吸
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5
吸附剂的分类
生物亲和型 物理化学亲和型
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6
免疫吸附示意图
血泵
枸缘酸盐
血泵
缓冲液 pH7.0
洗脱液 pH2.2
免疫吸附柱
分级纯化
废物
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7
生物亲和作用
抗原 抗原抗体结合
DNA
抗DNA抗体*
血型物质 抗血型物质抗体*
胰岛素
抗胰岛素抗体
凝血因子VIII 抗因子VIII抗体*
A. 一 次 性 强 化 IA在 4 8 h内 移 植
B. IA 创造一个交叉配型阴性，低PRA的
“窗口” 时间。 移植后
急性血管性排斥，强化IA联合抗排斥药 物
吸附剂与助滤剂
吸附剂与助滤剂
（4）温度：升温可降低黏度，促进溶质分子扩散运动， 有利于吸附的进行。但物理吸附是放热过程，降低温度也有利 于吸附。 （5）溶解度：吸附质被吸附的量与其在溶剂中的溶解量 成反比，这是因为吸附过程必须打断吸附质－溶剂间结合键， 溶解度大其结合键强。
吸附剂与助滤剂
四、助滤剂的选用
1、助滤剂的特点 （1）粒度适当，表面粗糙，形状复杂 （2）分散性能良好，不漂浮在液面上 （3）不可压缩性，可形成微细多孔滤层 （4）不溶、惰性、稳定 （5）对药液中的有效成分不产生吸附作用 滤过质量可调节滤剂密度、类型、粒度和用量来控制。
吸附剂与助滤剂
三、吸附剂的选用
1、遵循吸附剂的吸附规律选用 使固－液间自由能降低最多的溶质，吸附的量最多； 溶解度越低的物质，越容易被吸附； 吸附质的性质（极性与非极性）与吸附性质越近似，越容 易被吸附。
吸附剂与助滤剂
2、影响吸附的因素 （1）比表面积：吸附量与比表面积成正比。 （2）溶剂：吸附剂与吸附质相同，溶剂不同，吸附量不 同，因为不同溶剂中，吸附质对吸附剂表面张力减少的程度不 同所致。 （3）pH：pH对弱碱性或弱酸性盐和两性物质的吸附影 响明显，主要以分子态存在的物质pH将促进吸附，两性物质 在等电点更易吸附。
吸附剂与助滤剂
二、分类
吸附剂和助滤剂分为无机物和有机物两大类： 1、无机物类：活性炭、滑石粉、活性白土、硅胶、硅酸、硅 、无机物类： 酸钙、硅酸镁、硅酸铝、硅藻土、白陶土、五氧化二磷、皂土、 皂土镁、活性氧化铝、浮石、碳酸镁、分子筛等。 2、有机物类：丙烯碳酸酯、聚酰胺、葡聚糖、滤纸纤维等。 有机物类： 按极性和非极性分，目前常用的吸附剂是以活性炭为代表 的非极性吸附剂和以硅胶、氧化铝为代表的极性吸附剂。
吸附剂的要求
层析介质⏹要求：⏹（1）不溶于流动相⏹（2）化学稳定⏹（3）机械强度⏹（4）大的表面积⏹（5）粒度均匀⏹种类：⏹无机（氧化铝，硅胶，活性碳）有机（琼脂糖，纤维素，聚丙烯酰胺）氧化铝：多孔，微孔表面具有吸附性能比表面积大分子简单，空间形态复杂（8种以上）吸附量与含水量关系很大制备：氢氧化铝加热脱水吸附基团：铝离子种类：碱性；酸性；中性应用：有机溶剂中分离天然成分⏹硅胶：多聚硅酸分子间脱水形成⏹（1）化学组成SiO2.XH20⏹（2）无定形结构⏹（3）硅胶中的水以羟基的形式和硅原子相连而覆盖于硅胶表面⏹分类⏹特细孔硅胶(0.8nm以下)细孔硅胶（1.5—2.0nm )中孔硅胶(4.0一5.0nm)粗孔硅胶(10.nm以上)⏹应用：优先吸附极性分子及不饱和的碳氢化合物琼脂糖由海洋生物琼脂提取得到的主要成分①中性不带电②水溶性线状多糖③高亲水性，含大量羟基④能制成多孔性凝胶，分离大分子⏹制备：⏹（1）去除带电琼胶成分⏹（2）将溶化的琼脂糖采用悬浮,乳化等方法制得珠状介质。
⏹（3）采用交联剂增加介质的机械强度商品种类⏹Sepharose 2B分离范围:70,000-40 ×106,⏹Sepharose 4B分离范围：60,000-20 ×106,⏹Sepharose 6B分离范围（球蛋白）：10000-4×10 6颗粒大小：40-165um:最高流速14cm/h。
⏹经过交联而增加机械强度的琼脂糖⏹Sepharose CL-2B,⏹Sepharose CL-4B,⏹Sepharose CL-6B⏹应用：水溶液中分离蛋白质葡聚糖⏹α-1,6 相连的G聚合物，环氧氯丙烷交联⏹性质：⏹（1）亲水性比琼脂糖高（羟基数多）⏹（2）化学稳定性及热稳定性好⏹（3）孔度与机械强度与交联度有关⏹（4）用于凝胶过滤⏹应用：水溶液中分离蛋白质等纤维素⏹β-1,4 相连的D-G线性天然高聚物⏹（1）亲水⏹（2）微晶与无定型两部分组成，缺乏孔度⏹应用：离子交换分离蛋白质介质聚丙烯酰胺性质：（1）丙烯酰胺与交联剂N, N’-甲叉双丙烯酰胺共聚（2）控制交联剂比例可控制网格孔度（3）亲水性不如多糖介质（4）机械强度差应用：凝胶过滤，电泳1．吸附剂的要求①对样品组分和洗脱剂都不会发生任何化学反应，在洗脱剂中也不会溶解。
吸附的概念及分类
吸附的概念及分类吸附是指物质在表面或者界面附着并保持稳定状态的现象。
在吸附过程中，吸附物质可以是气体、溶质或固体。
吸附可以分为物理吸附和化学吸附两种类型。
物理吸附，又称为静电吸附或范德华力吸附，是使吸附物质附着在固体表面上的吸附过程。
物理吸附主要是通过范德华力作用来实现的，其吸附强度较弱，吸附剂和吸附物之间的相互作用力小。
范德华力是由于吸附物质的电子运动与分子之间的相互作用而产生的。
物理吸附一般随着温度的升高而减小，可以通过提高温度来解吸。
化学吸附，又称为化学键吸附，是指在固体表面上形成化学键的吸附过程。
化学吸附的特点是吸附剂与吸附物之间的键能较大且较稳定。
化学吸附分为离子键、共价键和配位键三种类型。
离子键吸附是通过正负离子间的电荷吸引作用而形成的吸附。
共价键吸附是在吸附剂和吸附物质之间共享电子而形成的吸附。
配位键吸附是指吸附剂通过其孤对电子与吸附物之间的正离子形成的化学键。
根据吸附剂和吸附物质的性质，吸附可以分为气体吸附、液体吸附和溶液吸附。
气体吸附发生在固体表面上的气体和吸附剂之间。
吸附剂可以是固体或液体，吸附物质可以是气态分子或气体化合物。
气体吸附的应用广泛，例如通过活性炭吸附空气中的有毒气体，或者利用介孔材料吸附气体催化反应中的中间体等。
液体吸附是在固体表面上的吸附剂和液体中的溶质之间发生的吸附。
液体吸附的应用广泛，常见的例子是利用活性炭吸附水中的有机物质，或利用树脂吸附水中的金属离子。
液体吸附也可以用于分离纯化和催化反应等领域。
溶液吸附是指在溶液中的吸附剂与溶质之间的吸附作用。
溶液吸附也有着广泛的应用，例如在污水处理中，利用活性炭吸附溶液中的有机物质，或者利用树脂吸附溶液中的离子等。
综上所述，吸附是指物质在界面或表面附着并保持稳定状态的现象。
根据吸附过程中物质之间相互作用的类型，吸附被分为物理吸附和化学吸附两种类型。
根据吸附剂和吸附物质的性质，吸附又可以分为气体吸附、液体吸附和溶液吸附。
金属离子吸附剂
金属离子吸附剂金属离子吸附剂是一种用于吸附金属离子的材料，广泛应用于水处理、废水处理、环境修复等领域。
本文将从金属离子吸附剂的定义、分类、原理、应用等方面进行探讨。
一、金属离子吸附剂的定义金属离子吸附剂是一种能够与水中金属离子发生化学或物理吸附作用的材料。
它具有高效吸附、易于再生、长寿命等特点，可以有效地去除水中的金属离子，保证水质安全。
根据吸附机理和材料特性，金属离子吸附剂可以分为以下几类：1. 离子交换树脂：通过离子交换作用，将金属离子与树脂上的离子交换，实现吸附效果。
常见的离子交换树脂有强酸型树脂、强碱型树脂和螯合树脂等。
2. 活性炭：活性炭具有高比表面积和孔隙结构，可以吸附金属离子。
它广泛应用于水处理领域，具有吸附效果好、再生性强等特点。
3. 氧化铁：氧化铁具有良好的吸附性能，可以吸附水中的重金属离子。
其制备成颗粒状或膜状吸附剂后，可以大幅提高吸附效果。
4. 天然吸附剂：如黄土、藻类等天然材料，具有一定的吸附能力，可用于水质修复和废水处理。
三、金属离子吸附剂的原理金属离子吸附剂的吸附原理主要包括物理吸附、化学吸附和离子交换作用。
物理吸附是指金属离子与吸附剂之间的静电吸引力和范德华力等作用力，通过表面吸附实现。
化学吸附是指金属离子与吸附剂之间的化学反应，形成化合物或络合物。
离子交换作用是指金属离子与吸附剂上的离子交换，实现离子的吸附和去除。
四、金属离子吸附剂的应用金属离子吸附剂在水处理、废水处理和环境修复等领域有着广泛的应用。
1. 水处理：金属离子吸附剂可以去除水中的重金属离子，如铅、铬、汞等，保证饮用水的安全。
同时，它还可以去除水中的铁、锰离子，改善水的色度和气味。
2. 废水处理：金属离子吸附剂可以用于工业废水处理中，去除废水中的金属离子，减少对环境的污染。
根据不同的金属离子种类和浓度，选择合适的吸附剂进行处理，可以达到良好的去除效果。
3. 环境修复：金属离子吸附剂可以应用于土壤修复和水体修复中，去除土壤或水体中的重金属离子，减少对环境的污染，恢复自然生态系统的健康。
吸附分离材料的分类
吸附剂（吸附材料）
• 工业上常用的吸附剂 —— 活性碳、沸石分子筛、硅胶 和活性氧化铝。
• 吸附剂的主要特征 ——多孔特征和具有很大的比表面， 约300~l 200m2/g，以及具有足够强度。
1.2 吸附平衡
1.2.1 气相吸附平衡 1.2.2 液相吸附平衡
1.2.1 气体吸附平衡
1. 吸附平衡定义
q qs
1
Kp1/ n Kp1/
n
该式纯属经验关系。
1.2.1 气体吸附平衡
3.气体混合物吸附平衡
（1）扩展Langmuir方程 假设各组分互不影响，Langmuir方程用于含n个组分 的混合物，组分i的吸附量为：
qi qm,i
Ki pi
n
1 K j p j
j 1
1.2.2 液相吸附平衡
• 1972年国际精细应用化学联合会(IUPAC)根据 苏联学者杜宾宁的划分对活性炭的空隙作了以 下的分类:
孔隙大小和分类
IUPAC分类法
(国际精细 应用化学 联合会)
微孔
孔隙直径或孔宽小 于2nm
过渡孔
孔隙直径或孔宽 小于2-50nm
大孔
孔隙直径或孔宽 ：大于50 nm
2 nm
50 nm
孔隙各有它们的特殊作用
• 朗格缪尔的研究认为固体表面的原子或分子存在向外的 剩余价力，它可以捕捉气体分子。这种剩余价力的作用 范围与分子直径相当，因此吸附剂表面只能发生单分子 层吸附。
• 所以，假定条件为：
① 吸附剂表面性质均一，每一个具有剩余价力的表面分子或原子吸附一个 气体分子；
② 气体分子在固体表面为单层吸附；
③ 吸附是动态的，被吸附分子受热运动影响可以重新回到气相；
吸附质 吸附剂
吸附质吸附剂
吸附质和吸附剂是吸附过程中的两个关键要素。
吸附质（Adsorbate）是指被吸附在吸附剂表面的物质。
这些物质可以是气体、液体或固体，但通常是那些与吸附剂有相互作用力（如范德华力、化学键合力等）的物质。
吸附质可以是单一物质，也可以是多种物质的混合物。
吸附剂（Adsorbent）则是指具有吸附能力的物质，通常是多孔性固体。
吸附剂的主要作用是提供吸附质在其表面附着的位置，并通过物理或化学作用将吸附质固定在其表面。
吸附剂的种类很多，常见的包括活性炭、硅胶、氧化铝、分子筛等。
在吸附过程中，吸附质与吸附剂之间的相互作用力起到关键作用。
这些相互作用力可以是物理吸附（如范德华力）或化学吸附（如化学键合）。
物理吸附通常较弱，吸附热较小，吸附过程是可逆的；而化学吸附则较强，吸附热较大，吸附过程往往是不可逆的。
吸附剂的选择对吸附效果有着重要影响。
不同的吸附剂对不同的吸附质有不同的吸附能力和选择性。
因此，在选择吸附剂时，需要考虑吸附质的性质、吸附条件以及吸附目的等因素。
总之，吸附质和吸附剂是吸附过程中的两个基本要素，它们之间的相互作用决定了吸附过程的效率和效果。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的吸附剂和吸附条件，以实现最佳的吸附效果。
纳米吸附剂的分类及其在水环境处理中的应用
纳米吸附剂的分类及其在水环境处理中的应用*张 昊, 关 翀, 雍晓静（国家能源集团宁夏煤业公司煤炭化学工业技术研究院 宁夏银川 750411）摘要：随着化工工业技术行业的不断发展，水体污染等时刻威胁着我们的生存环境和人体健康。
纳米材料基吸附剂具有高的比表面积和独特的表面性质，具有广泛的应用潜力，在去除废水溶液中的污染物方面表现出优异的性能。
该文从纳米材料的性质出发，综述了纳米吸附材料的种类，结合相关研究报道，对各类纳米吸附材料在去除废水中的重金属和有机物的作用分别进行阐述，分析了各类纳米吸附剂的优势，对纳米材料在废水处理的应用提出了展望。
关键词：纳米材料，吸附，工业废水，重金属，有机物中图分类号：X 703The Classification of Nanoadsorbents and Their Application inWater Environment TreatmentZHANG Hao, GUAN Chong, YONG Xiao-jing(Institute of Coal Chemical Industry Technology of Ningxia Coal Industry Co., Ltd, China National Energy Group,Yinchuan 750411, Ningxia，China.)Abstract：With the continuous development of chemical industry technology, water pollution threatens our living environment and human health at all times. Adsorbents based on nanomaterials,which have high specific surface area and unique surface properties, show a wide range of application potential and excellent performance in removing pollutants from wastewater solution. In this paper, from the properties of the nano-materials, the kinds of nano-adsorbing materials were bined with the related research, the effects of various nano-adsorbents on the removal of heavy metals and organics from wastewater were described respectively, the advantages of various nano-adsorbents were analyzed, and the application of nanomaterials in wastewater treatment was prospected.Key words: nano-materials，adsorption， industrial wastewater，heavy metals，organics随着工业化和城市化进程的加快，企业在生产中产生的废水种类越来越复杂，排放量日益增加，水体中存在的低浓度有害污染物也具有很高的毒性，会对水生环境和生物健康造成不利影响。
吸附的分类
吸附的分类吸附是一种物质通过表面吸附、化学吸附等方式将其他物质吸附在其表面的现象。
根据吸附的分类，可以将吸附分为物理吸附和化学吸附两种类型。
一、物理吸附物理吸附又称为范德华力吸附，是指吸附剂与被吸附物之间的相互作用力主要是范德华力。
范德华力是分子之间的一种吸引力，包括静电力、引力、静电引力等。
物理吸附通常发生在低温下，吸附剂的表面通常是多孔结构，具有较大的比表面积。
物理吸附主要发生在气体和固体之间，比如将气体吸附在活性炭上。
活性炭由于其多孔的结构和丰富的孔隙，具有较大的比表面积，能够吸附大量的气体分子。
当气体分子接触到活性炭表面时，由于范德华力的作用，气体分子会被吸附在活性炭的表面上，从而实现气体的去除或分离。
二、化学吸附化学吸附是指吸附剂与被吸附物之间发生化学反应，形成化学键的吸附过程。
化学吸附通常发生在高温下，吸附剂的表面通常具有一定的活性位点，能够与被吸附物发生化学反应。
化学吸附可以用于催化反应、废水处理等领域。
例如，催化剂通常具有较高的比表面积和丰富的活性位点，能够吸附反应物，并在其表面上发生化学反应，从而促进反应的进行。
废水处理中，吸附剂可以吸附废水中的有害物质，如重金属离子、有机污染物等，从而实现废水的净化。
三、其他类型的吸附除了物理吸附和化学吸附，还存在其他类型的吸附，如生物吸附、离子交换吸附等。
生物吸附是指利用生物体或其组分对物质进行吸附的过程，如利用微生物吸附污水中的有机物。
离子交换吸附是指利用离子交换树脂对溶液中的离子进行吸附和释放的过程，常用于水处理、离子分离等领域。
总结：吸附是一种将物质吸附在表面的过程，根据吸附的分类可分为物理吸附和化学吸附。
物理吸附主要是通过范德华力发生在气体和固体之间，化学吸附则是通过化学反应形成化学键。
此外，还存在其他类型的吸附，如生物吸附和离子交换吸附。
吸附在催化、废水处理等领域具有重要应用价值，为环境保护和工业生产提供了有效的手段。
吸附剂
吸附剂的种类-1 活性碳类
活性碳类吸附剂可以分为三种：
活性碳
活性碳纤维 碳分子筛
1-1活性碳
特点： 非极性的表面 疏水性和亲有机物性 主要用于从气体或液体混合物中回收有机化合物。 如：在白糖脱色中吸附白糖中的有机物，污水处理， 溶剂回收，汽车汽油的回收 由木炭加工而成
石墨晶体结构
1.9-2.0 0.9-1.1 0.55-0.65 0.35-0.41 0.5-0.6 450-550 0.4-0.7
颗粒密度 g／cm2 装填密度 g／cm2 孔隙率 空隙容积 cm3 ／g 比表面积 m2 ／ g 平均孔径 nm
0.33-0.45 0.32-0.4 0.5-1.1 0.4-0.6
谢
谢
硅胶的性质
孔径2-20nm，较之活性碳孔分布较窄 硅胶表面的羟基有一定的极性，因此是 极性吸附剂，水，醇类，酚类，胺类（可以形 成氢健），不饱和烃（可形成π键）可被优 先吸附。
硅胶的极性
强极性 吸附水分时，可达自身重量的50%. 相对湿度60%的空气，吸水可达24% 吸水时，强放热，超过100C, 使自身破碎
炭分子筛 真密度
g／cm2
活性碳 2.0-2.2 0.6-1.0 0.35-0.6
沸石分 子筛 2.0-2.5 0.9-1.3 0.6-0.75
硅胶 2.2-2.5 0.8-1.5 0.5-0.76 0.4-0.45 0.3-0.6 400-600 2-12
铝凝胶 3.0-3.3 0.9-1.9 0.5-1.0 0.4-0.45 0.3-0.8 150-350 4-15
生物吸附剂
是一种特殊的离子交换剂，其中微生物是被利用对 象，生物细胞起主要作用。研究发现细菌、真菌、 藻类等微生物能够吸而且不仅能在活的微生物细胞 表面，还能在死的微生物细胞表面进行。 微生物吸附重金属离子的机理是水中重金属离子同 微生物细胞表面的活性基团进行离子交换和相互结 合，这些活性基团主要有羧基、琉基、氨基、磷酸 根等。由于微生物细胞的特殊结构．对重金属离子 有很大的亲合性，而且，细菌细胞和真菌的菌丝都 具有巨大的比表面积，因而对重金属的吸附容量很 大。水溶液中重金属离子浓度低时，使用生物吸附 荆去除水中重金属离子的效果明显地高于普通的离 子交换剂
吸附剂分类
吸附剂分类吸附剂是一种能够吸附和分离混合物中某些成分的材料。
根据其物理特性和用途，吸附剂可以分为多种不同的类型。
本文将介绍几种常见的吸附剂分类。
一、活性炭类吸附剂活性炭是一种具有高度发达孔隙结构的吸附剂，具有很强的吸附能力。
它广泛应用于水处理、空气净化、食品工业等领域。
活性炭可以吸附有机物、重金属离子、氯气等物质，有效去除水中异味和有害物质。
此外，活性炭还可以用于脱色、脱硫等工艺过程。
二、分子筛类吸附剂分子筛是一种具有高度规则孔道结构的吸附剂，可以选择性地吸附分子。
分子筛广泛应用于石油化工、气体分离、催化剂制备等领域。
它可以吸附和分离各种分子，如碳氢化合物、气体分子、有机溶剂等。
分子筛的孔径大小可以根据需要进行调整，以满足不同分子的吸附需求。
三、硅胶类吸附剂硅胶是一种由无机硅氧链构成的多孔材料，具有较大的比表面积和良好的吸附性能。
硅胶广泛应用于制药、化妆品、电子等领域。
它可以吸附和分离水分、有机物、杂质等。
硅胶可分为无水硅胶和水合硅胶两种类型，其中水合硅胶在相对湿度较高的环境下具有更好的吸附性能。
四、活性白土类吸附剂活性白土是一种具有高度活性和吸附能力的吸附剂，广泛应用于石油化工、食品加工、环境保护等领域。
它可以吸附和分离有机物、重金属离子、油脂等。
活性白土具有较大的比表面积和孔隙体积，能有效去除溶液中的杂质和颜色。
五、固体酸类吸附剂固体酸是一种具有酸性表面的吸附剂，可以吸附和催化反应物质。
固体酸广泛应用于化学工业、催化剂制备等领域。
它可以吸附和转化有机物、气体分子、催化剂中的杂质等。
固体酸的酸性强度和酸性中心数量可以根据需要进行调整，以满足吸附和反应的要求。
六、离子交换树脂类吸附剂离子交换树脂是一种具有离子交换功能的吸附剂，可以吸附和交换溶液中的离子。
离子交换树脂广泛应用于水处理、电子工业、制药等领域。
它可以吸附和分离金属离子、有机离子、阴离子等。
离子交换树脂的交换性能可以根据需要进行调整，以实现特定离子的选择性吸附和分离。
吸附的分类
吸附的分类吸附是指某种气体，液体或者被溶解的固体的原子，离子或者分子附着在某表面上。
这一过程使得表面上产生由吸附物构成的膜。
吸附不同于吸收，吸收是指作为吸附物的液体浸入或者溶解于另一液体或固体中的过程。
吸附仅限于固体表面，而吸收同时作用于表面和内部¹。
吸附的类型根据吸附过程中是否发生化学反应，吸附可以分为物理吸附和化学吸附²。
物理吸附物理吸附是指在吸附过程中物质不改变原来的性质，只是由于分子间的范德华力而使得吸附物分子与固体表面分子相互吸引。
因此物理吸附的能量较小，一般在5~40 kJ/mol之间，被吸附的物质很容易再脱离，只要升高温度或者降低压力，就可以使被吸附的物质逐出固体表面。
物理吸附通常是多层吸附，即在第一层分子之上还可以形成第二层、第三层等多层分子。
物理吸附对温度和压力比较敏感，温度升高或者压力降低都会导致物理吸附减少。
物理吸附对气体或液体的性质没有特殊要求，只要有范德华力存在，就可以发生物理吸附。
化学吸附化学吸附是指在吸附过程中不仅有范德华力，还运用化学键的力，使得固体表面分子与气体或液体分子之间形成共价键或离子键等化学键。
因此化学吸附的能量较大，一般在80~800 kJ/mol之间，要逐出被吸附的物质需要较高的温度或者较低的压力，而且被吸附的物质即使被逐出，也已经产生了化学变化，不再是原来的物质了。
化学吸附通常是单层吸附，即只有第一层分子与固体表面形成化学键，第二层及以上的分子只能通过范德华力与第一层分子相互作用。
化学吸附对温度和压力不太敏感，温度升高或者压力降低对化学键影响不大。
化学吸附对气体或液体的性质有特殊要求，必须能够与固体表面形成化学键才能发生化学吸附。
吸附剂的分类根据不同的标准，可以将用于实现吸附过程的固体材料称为吸附剂，并按照以下几种方式进行分类³。
按孔径大小分类粗孔和细孔：粗孔指孔径大于50 nm的孔道，细孔指孔径小于2 nm的孔道。
粗孔吸附剂的表面积较小，但孔道容易通畅，适用于吸附大分子的物质。
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。
环境工程原理6. 吸附机理
BET方程(Brumaucr、Emmett、Teller)
该方程是Brunauer、Emmett和Tdler等人基于多分子层吸附模型推导出来的。 BET理论认为吸附过程取决于范德华力。由于这种力的作用，可使吸附质在吸附 剂表面吸附一层以后，再一层一层吸附下去，只不过逐渐减弱而已。 BET吸附模型是在朗格缪尔等温吸附模型基础上建立起来的，BET方程是等温多 分子层的吸附模型，其假定条件为： a. 吸附剂表面为多分子层吸附； b. 被吸附组分之间没有相互作用力，吸附的分子可以累叠，而每层的吸附服从朗 格缪尔吸附模型； c. 第一层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； d. 总吸附量为各层吸附量的总和。
按吸附剂再生方法分类
吸附过程还可以根据吸附剂的再生方法分为变温吸附 (tempera1ure swing adsorption，TSA)和变压吸附(pressure swing adsorption，PSA)。在TSA循环中，吸附剂主要靠加热法得到再 生。一般加热是借助预热清洗气体来实现，每个加热一冷却循 环通常需要数小时乃至数十小时。因此，TSA几乎专门用于处 理量较小的物料的分离。 PSA循环过程是通过改变系统的压力来实现的。系统加压 时，吸附质被吸附剂吸附，系统降低压力，则吸附剂发生解吸， 再通过惰性气体的清洗，吸附剂得到再生。由于压力的改变可 以在极短时间内完成，所以PSA循环过程通常只需要数分钟乃 至数秒钟。PSA循环过程被广泛用于大通量气体混合物的分离。
设吸附剂表面覆盖率为θ，则θ可以表示为 θ=q/qm 式中：qm——吸附剂表面所有吸附点均被吸附质覆盖时的吸附量，即饱和 吸附量。 气体的脱附速率与汐成正比，可以表示为kdθ，气体的吸附速率与剩余吸附 面积(1—θ) 和气体分压成正比，可以表示为kap(1一θ)。吸附达到平衡时， 吸附速率与脱附速率相等，则 θ/(1-θ)=kap/kd 式中：ka——吸附速率常数； kd——脱附速率常数。
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立志当早，存高远
吸附剂及其分类
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SiO
2.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。
2、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。