吸附剂知识点总结(word文档物超所值)

吸附剂知识点总结

1 工业上制氧气的方法主要有三种，即低温精馏法（深冷法），膜分离法和吸附

分离法。

2 低温精馏法：先加压冷却使湿空气饱和液化，再利用空气中氧气和氮气间的

沸点差，利用精馏的方式分离空气中的氮氧组分，以获得纯度高的氮气和氧气。该法制得的氮气和氧气纯度高，技术成熟，适用大规模工业化生产。

3 膜分离法：混合气体的不同组分通过膜时，由于不同气体在膜中的溶解性和

扩散性不同，而会在膜中产生气体浓度梯度，从而利用这种差异来实现空气的分离，获得氧气。该法操作方便，装置简单，产氧纯度为40-50%，但不适应于大型化生产。

4 吸附分离法：空气通过有吸附剂的吸附塔，通过动力学控制和平衡控制，利

用吸附剂的选择性吸附分离制氧。该法工艺流程简单，设备便易，适合中小规模生产，产氧纯度高。

5 变压吸附

如果温度不变，在加压的情况下吸附，用减压（抽真空）或常压解吸的方法，称为变压吸附。它的工况近似地沿着常温吸附等温线进行，在较高压力下吸附，在较低压力下解吸。变压吸附既然沿着吸附等温线进行，从静态吸附平衡来看，吸附等温线的斜率对它的是影响很大的。

吸附剂对吸附质的吸附量随着压力的升高而增加，并随着压力的降低而减少，同时在减压（降至常压或抽真空）过程中，放出被吸附的气体，使吸附剂再生。

变压吸附分离过程按其机理可分为两类：

（1）动力学控制型吸附分离过程是指根据吸附质分子在吸附剂微孔中扩散速率的差别进行分离的，如碳分子筛。

（2）平衡控制型吸附分离过程是指吸附质分子在吸附剂孔隙中作用力的大小来进行分离的，如沸石分子筛。

6 变压吸附分离制氧技术

在不同分压下，吸附剂对同一个吸附质的吸附量以及吸附速度不同。相同压力下，吸附剂对不同吸附质的吸附量和吸附速度也不相同。

等温下，增加压力，便可将原料气中的被吸附组分除去，然后降压，可使被吸附物脱附，从而令吸附剂再生。

变压吸附过程中，加压吸附-降压脱附循环过程可以产生足够的热量用于吸附剂再生而无需要借助外力，故可称为无热再生吸附或等温吸附。

过程举例：

当空气流过装有吸附剂的反应器时，空气中的O2被吸附剂吸附，样品的质量增加，完成O2的吸附存储步骤。解析时，通过降低氧分压或者提高反应温度，随着氧分压的降低或温度的升高，氧离子的活性能力增强，表现为以氧分子的形式从样品中析出，完成O2的释放步骤。

热重分析举例：（La0.1Sr0.9CO0.5Fe0.5O3-δ，LSCF）

加热过程中，吸附剂并不是持续的吸氧，在350-600度还会释放出少量

O2，当温度超过600度以后，又开始以较快的速率吸氧，并在750度时吸氧量达到最大，之后再升高温度，样品会释放出O2，质量迅速下降，最后能将所吸的氧全部释放出来，而一旦温度降低，又能马上吸氧。

7 变压吸附制氧的缺点：

（1）沸石分子筛吸附剂对氧气的吸附选择性不高。（2）吸附量不大。（3）易受空气中水和二氧化碳的影响，降低分子筛强度。

8 变温吸附

采用循环升降温操作，利用不同气体在固体材料上存在吸附性能间的差异以及同种气体在不同温度下吸附容量会发生变化，从而达到分离的目的。

如果压力不变，在常温或低温的情况下吸附，用高温解吸的方法，称为变温吸附（简称TSA）。显然，变温吸附是通过改变温度来进行吸附和解吸的。

变温吸附操作是在低温（常温）吸附等温线和高温吸附等温线之间的垂线进行，由于吸附剂的比热容较大，热导率（导热系数）较小，升温和降温都需要较长的时间，操作上比较麻烦，因此变温吸附主要用于含吸附质较少的气体净化方面。

9 吸附原理总结：

当气体与固体吸附剂表面接触时，因固体表面分子与内部分子的不同，具

有剩余的表面自由力场或者表面引力场，使气相中的可被吸附的分子碰撞到固

体表面，亦即被吸附。

通过的氧气和材料晶格内的氧空位发生化学反应后被吸附，然后在驱动力

的作用下在材料导体内部进行传导，最后从材料中脱附。

10 络合剂的原理

可与金属离子形成更加稳定的能在溶液存在的络合离子，因为形成的络合

离子比之前金属离子的存在形式更加稳定，所以使得金属更难从溶液中沉积出来，增大了电化学极化，从而使得生成更加细腻的晶粒，增大镀层的光良性以

及增加镀层与基体的结合力。

络合剂络合的原理是形成配位化合物，也就是通过配位键（一个原子团提

供空轨道，另一个提供孤对电子）结合在一起的。

11 退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

准确的说，退火是一种对材料的热处理工艺，包括金属材料、非金属材料。

12 膜分离法是依靠不同气体在膜中扩散渗透能力的速率差异来实现气体分离的。当空气流经由上万根中空纤维组成的膜分离组件时，会在中空纤维两侧形

成分压差，各组分在共分压差的推动下，在膜表面发生溶解、扩散、渗透过程。由于氧气渗透速度快，所以渗透气流为富氧空气，通常压力为一个大气压，从

管壳排放口送出使用。

缺点：膜分离法的一个致命的不足是氧气浓度一般只能达到30%，对于富氧燃烧来讲，其制氧规模和氧浓度都无法满足要求。

13 吸附式制氧是指利用吸附剂对空气中氧气的选择性吸附来实现空气分离的方法。

14 混合导体透氧膜分离制氧

混合导体透氧膜是一类同时具有电子导电性和氧离子导电性的无机陶瓷材料，该种材料对O2具有选择性。这种材料中存在氧空位，当气相主体中氧分压下降或环境温度升高，或二者同时发生，这种材料便会失氧。反之操作，环境中的

氧气会重新回到材料中。同时，为了保持材料的电中性，在吸氧和失氧的同时，电子在材料内会反向传导，以完成材料内部的电荷传输平衡。

原理：通过氧空位与氧气发生化学反应来进行吸收与脱除。材料需要具有