气体吸附分析技术基础
吸附技术知识点总结
吸附技术知识点总结一、概述吸附技术是一种物理或化学过程，通过在固体表面或孔隙中吸附气体、液体或溶质来分离或提纯物质的方法。
吸附技术具有高效、节能、环保、易操作、低成本等优点，在化工、环保、能源、医药等领域得到了广泛应用。
吸附技术可分为气体吸附和液体吸附两种类型，其中气体吸附主要用于气体分离和净化，液体吸附主要用于溶剂回收和废水处理。
二、吸附过程的基本原理吸附过程是指物质在固体表面或孔隙中附着的过程，其基本原理可归结为几种主要机制：1. 物理吸附：也称范德华吸附，是指气体或液体分子在固体表面附着的一种物理现象。
其特点是吸附力弱，吸附物质易脱附。
物理吸附是一种可逆过程，通常在低温和高真空条件下发生。
2. 化学吸附：指气体或液体分子在固体表面形成化学键而附着的过程。
其特点是吸附力强，吸附物质难脱附。
化学吸附是一种不可逆过程，通常发生在较高温度和压力条件下。
3. 吸附热力学：吸附过程的热力学基础是吉布斯自由能的变化，吸附热力学理论可用于描述物质在固体表面或孔隙中的吸附行为，包括吸附等温线、吸附等压线等。
4. 吸附动力学：吸附过程的动力学基础是质量传递、传质速率、平衡时间等，用于描述物质在固体表面或孔隙中的吸附速率和平衡时间等动态过程。
三、气体吸附技术气体吸附技术是指利用固体吸附剂吸附气体分子的方法，常用于气体分离和净化领域。
1. 吸附剂的选择：气体吸附剂通常为多孔性固体，如活性炭、分子筛、铝土矿、氧化铝、硅胶等。
根据吸附剂的孔径、比表面积、孔隙分布等特性选择适合的吸附剂。
2. 吸附分离：气体吸附分离常用于分离气体混合物，如氧气/氮气、二氧化碳/甲烷等。
通常利用吸附剂在一定温度、压力下对气体混合物进行吸附分离，根据各气体在吸附剂上的吸附力差异实现气体分离。
3. 吸附净化：气体吸附净化常用于去除气体中的有害成分，如有机物、硫化物、氮氧化物等。
通常利用吸附剂对气体中的有害成分进行吸附，实现气体净化和净化剂再生。
大气污染控制工程第四章气态污染物处理技术基础
加大MA，可有以下几种途径： 1）加大传质推动力△P=PA－PA* 2）增加气相传质系数KG 3）增加气液两相的有效传质面积A
气体吸附
吸附理论 几种常见的吸附剂 固定床吸附系统 流化床吸附器
吸附理论
吸附机理 物理吸附：气体分子和固体间形成弱键，
X
液相中溶质的摩尔数 液相中溶剂的摩尔数
x 1 x
Y
气相中溶质的摩尔数 气相中惰性组分摩尔数
y 1 y
操作线和平衡线图（见下图）
吸收塔的物料衡算和操作线方程
Gm,1 y1 Lm,2 x2 Gm,2 y2 Lm,1x1
因为总的气体流量 （或液体流量）在塔 顶和塔底是不同的， 上面的方程式一般不 能进一步简化。这个
不同反应类型的增强因子表达式
（1）不可逆瞬时反应
A(溶质) bB(反应物) C(反应产物)
=1+rS
扩散系数比 r ≡ DB/D 计量浓度比 S ≡CBL/bCi
对增强因子的补充说明
扩散系数比r通常接近于1，且难于人为
地改变它；计量浓度比S那可以在很大的
范围内改变，而为影响的主要因素。
当其他条件不变而增大CBL时，则变大， 其极限条件是：当CBL达某一临界浓度 CBLc ，液相对溶质无传质阻力
吸附过程示意图
通常气相吸附质浓度高，过程受固相控 制；气相吸附质浓度低，过程受气膜控 制
吸附平衡
气固两相长时间接触，吸附与脱附达到 动态平衡
吸附等温线 在一定温度下，吸附量与吸附质平衡分 压之间的关系曲线被称为吸附等温线
吸附等温线有五种基本类型（见下图）
基本吸附等温线
（1）型：Langmuir等温吸附 （2）、（3）型：多分子层吸附 （4）、（5）型：多分子层吸附，并且吸附质在吸附
变压吸附气体分离技术
气体吸附分离技术的基础
被吸附的气体分子在固体表面上形成的吸 附层，称为吸附相。吸附相的密度比一般 气体的密度大得多，有可能接近液体密度。 当气体是混合物时，由于固体表面对不同 气体分子的压力差异，使吸附相的组成与 气相组成不同，这种气相与吸附相在密度 上和组成上的差别构成了气体吸附分离技 术的基础。
Q 吸 附 量 Q4
高压 p1 p2 0 T2 温度 低压
Q3 Q2 Q1 T1
T
由描述吸附平衡的等温吸附线知道，在同 一温度下，吸附质在吸附剂上的吸附量随吸 附质的分压上升而增加；在同一吸附质分压 下，吸附质在吸附剂上的吸附量随吸附温度 上升而减少；也就是说加压降温有利于吸附 质的吸附，降压加温有利于吸附质的解吸或 吸附剂的再生。
露点或露点温度是在固定气压 之下，空气中所含的气态水达 到饱和而凝结成液态水所需要 降至的温度。
谢谢大家
欢迎批压过程(A-B): 经真空解吸再生后的吸附器处于过程的 最低压力P0、床内杂质吸留量为Q1(A点). 在此条件下 用产品组分升压到吸附压力P3，床内杂质吸留量Q 1不 变(B点)。 2.吸附过程(B-C): 在恒定的吸附压力下原料气不断进入吸 附器，同时输出产品组分. 吸附器内杂质组分的吸留量 逐步增加，当到达规定的吸留量Q3时(C点)停止进入原 料气，吸附终止. 此时吸附器内仍预留有一部分未吸附 杂质的吸附剂(如吸附剂全部被吸附杂质，吸留量可为 Q4，C’点)。
按吸附剂的再生方法将吸附分 离循环过程分成两类：变温吸 附法和变压吸附法。
变压吸附法
在加压下进行吸附，减压下进行解 吸。由于循环周期短，吸附热来不及 散失，可供解吸之用，所以吸附热和 解吸热引起的吸附床温度变化一般不 大，波动范围仅在几度，可近似看作 等温过程。
气体吸附原理
气体吸附原理气体吸附是指气体分子在固体表面上附着的现象，它是一种重要的物理化学过程，广泛应用于化工、环保、能源等领域。
气体吸附原理是指气体分子在与固体表面相互作用时，通过吸附作用在固体表面上形成一层吸附层的过程。
气体吸附过程是一个复杂的物理化学过程，它受到多种因素的影响。
其中，最重要的是吸附剂的性质和气体分子的性质。
吸附剂的性质包括孔径大小、孔隙结构、化学成分等，而气体分子的性质则包括分子大小、极性、化学活性等。
这些因素共同作用，决定了气体在固体表面上的吸附行为。
气体吸附过程可以分为物理吸附和化学吸附两种类型。
物理吸附是指气体分子与吸附剂表面之间的范德华力作用，它是一种弱相互作用力，通常发生在低温下。
而化学吸附则是指气体分子与吸附剂表面发生化学键结合的过程，它是一种强相互作用力，通常发生在高温下。
在气体吸附过程中，吸附剂的孔隙结构对吸附性能起着至关重要的作用。
孔隙结构可以影响吸附剂的比表面积、孔体积和孔径分布等参数，从而影响气体分子在吸附剂表面上的扩散和吸附速率。
通常情况下，孔径越小，吸附剂的比表面积和孔体积越大，气体分子在其表面上的吸附性能也越好。
此外，气体分子的性质也对气体吸附过程产生重要影响。
一般来说，分子大小越小、极性越大、化学活性越高的气体分子，其在固体表面上的吸附性能也越好。
这是因为这些气体分子更容易与吸附剂表面发生相互作用，从而形成稳定的吸附层。
在工业应用中，气体吸附技术被广泛应用于气体分离、气体储存、气体检测等领域。
例如，在天然气净化过程中，气体吸附技术可以有效去除天然气中的杂质气体，提高天然气的纯度。
在气体储存领域，气体吸附技术可以将气体分子吸附到多孔吸附剂中，实现气体的高效储存和释放。
总之，气体吸附原理是一个复杂而重要的物理化学过程，它受到多种因素的影响。
通过深入研究气体吸附原理，可以更好地理解气体分子在固体表面上的吸附行为，为气体吸附技术的应用和发展提供理论基础和技术支持。
大气污染与防治第八章气态污染物控制技术基础.
800
0.92 673 22 393 423 600
800
0.794 873 4 473 -573 ——
800
0.794 873 5 473 -573 ——
800
—— 873 13 473 -573 ——
常用吸附剂特性
分子筛特性
气体吸附的影响因素
操作条件
低温有利于物理吸附；高温利于化学吸附 增大气相压力利于吸附
利用混合气中各组分在溶液中溶解度差异而使气体混合物中
各组分分离的单元操作称为吸收过程。 吸收操作的依据：混合物各组分在某种溶剂（吸收剂）中溶 解度（或化学反应活性）的差异。 溶质：混合气体中能够显著溶解的组分称为溶质或吸收质； 惰性组分：不被溶解的组分称为惰性组分（惰气）或载体； 吸收剂：吸收操作中所用的溶剂称为吸收剂或溶剂； 吸收液：吸收操作中所得到的溶液称为吸收液或溶液，其成 分为溶质A和溶剂S；
吸附剂性质
比表面积（孔隙率、孔径、粒度等）
fVm W N0 A f 22.4 103
－比表面积，m2/g
f －单位体积气体铺成单分子层的面积,m2/mL
N0－阿佛加德罗常数
A －吸附质分子横截面积,m2 Vm－吸附剂表面被单分子铺满时的气体体积，mL W－吸附剂的重量，g
气体吸附的影响因素
典型吸附质分子的横截面积
气体吸附的影响因素
吸附质性质、浓度
临界直径－吸附质不易渗入的最大直径 吸附质的分子量、沸点、饱和性 单位吸附剂吸附的吸附质的量 静活性－吸附达到饱和时的吸附量 动活性－未达到平衡时的吸附量
吸附剂活性
常见分子的临界直径
气体吸附总结报告范文(3篇)
第1篇一、报告概述随着工业生产的不断发展，气体吸附技术在环保、化工、医药等领域得到了广泛应用。
本报告旨在总结气体吸附技术的原理、分类、应用及其在我国的发展现状，为我国气体吸附技术的进一步研究和应用提供参考。
一、气体吸附原理气体吸附是指气体分子在固体表面上的吸附现象。
根据吸附剂与吸附质之间的相互作用力，气体吸附可分为物理吸附和化学吸附。
1. 物理吸附物理吸附是指气体分子与吸附剂表面之间的范德华力作用。
物理吸附具有可逆性，吸附过程不需要化学反应，吸附热较低。
2. 化学吸附化学吸附是指气体分子与吸附剂表面发生化学反应，形成化学键。
化学吸附具有不可逆性，吸附过程需要化学反应，吸附热较高。
二、气体吸附分类根据吸附剂的不同，气体吸附可分为以下几类：1. 分子筛吸附分子筛是一种具有笼状结构的吸附剂，具有良好的吸附性能。
分子筛吸附剂主要用于分离和净化气体，如天然气、氢气等。
2. 活性炭吸附活性炭具有大量的微孔和比表面积，具有良好的吸附性能。
活性炭吸附剂广泛应用于空气净化、水质净化、溶剂回收等领域。
3. 负载型吸附剂负载型吸附剂是指将吸附剂负载在载体上，以提高吸附剂的使用效果。
负载型吸附剂具有吸附容量大、吸附速度快、易于再生等优点。
4. 特种吸附剂特种吸附剂是指具有特殊功能的吸附剂，如金属有机骨架材料（MOFs）、碳纳米管等。
特种吸附剂在气体分离、催化、传感器等领域具有广泛应用前景。
三、气体吸附应用1. 环保领域气体吸附技术在环保领域具有广泛应用，如废气治理、水质净化、土壤修复等。
例如，活性炭吸附剂可用于去除废气中的有机污染物，降低环境污染。
2. 化工领域气体吸附技术在化工领域主要用于分离和提纯气体。
例如，分子筛吸附剂可用于分离天然气中的甲烷和乙烷，提高天然气利用率。
3. 医药领域气体吸附技术在医药领域主要用于药物分离、提纯和合成。
例如，活性炭吸附剂可用于去除药物生产过程中的杂质，提高药物纯度。
4. 其他领域气体吸附技术在食品、能源、材料等领域也具有广泛应用。
气体吸附与分离技术的研究进展
气体吸附与分离技术的研究进展气体吸附与分离技术是近年来备受关注的一个研究领域，其应用广泛，例如在气体纯化、环境保护、能源、化学、医药等方面均有着重要的作用。
其研究进展也一直处在不断更新的状态，本文将通过介绍其研究现状和前景展示其发展趋势和未来应用方向。
1. 气体吸附与分离技术的基本原理气体吸附与分离技术是利用吸附材料对气体分子的选择性吸附，从而实现气体的分离和纯化的一种方法。
这种选择性吸附的基础是气体分子在吸附材料表面相互作用的力，通常有物理吸附和化学吸附两种形式。
其中，物理吸附是指分子与表面之间的范德华力或静电力相互作用，常见的吸附材料有活性碳、分子筛、多孔材料等；而化学吸附则是指分子与表面形成共价键或配位键的化学作用，常见的吸附材料有金属有机框架材料（MOF）等。
2. 气体吸附与分离技术的研究现状目前，气体吸附与分离技术的研究已经涉及到多个重要领域，例如环境保护、医药、能源等。
在环境保护方面，气体吸附与分离技术可以应用于有害气体的分离和治理，例如二氧化碳的捕集和处理、甲醛、苯等有害气体的去除等。
在医药方面，气体吸附与分离技术可以应用于医药分离、净化和气体治疗等方面。
在能源方面，气体吸附与分离技术可以帮助实现能源的高效利用和储存，例如天然气和煤炭气化后的气体分离和净化等。
为了实现气体的高效分离和纯化，研究人员不断尝试寻找更加高效的吸附材料。
近年来，金属有机框架材料成为研究的焦点之一，其主要特点是结构稳定、孔径可控、内部孔壁具有一定的官能团等，这使得金属有机框架材料在吸附和分离方面具有很高的潜力。
例如，一些金属有机框架材料能够很好地吸附和分离小分子气体，例如氧气、氮气等；而另一些金属有机框架材料则可以实现对大分子气体的有效分离，例如甲烷、丙烷等。
此外，还有一些新型吸附材料在研究中也表现出了很高的潜力，例如金属有机骨架材料、多孔聚合物、离子液体等，这些材料都具有较高的气体选择性和吸附容量，对于气体分离和纯化也有很好的应用前景。
psa气体变压吸附分离技术
psa气体变压吸附分离技术PSA气体变压吸附分离技术: 从简到繁，由浅入深导语：气体分离和纯化是工业领域的一个关键过程，而PSA （Pressure Swing Adsorption）气体变压吸附分离技术，作为一种高效、经济、灵活的分离技术方案，日益受到广泛关注和应用。
本文将从深度和广度的角度，全面评估PSA气体变压吸附分离技术，并通过多个层面的探讨，帮助读者更好地理解这一重要的技术。
一、基础概念1.1 PSA气体变压吸附分离技术的定义和原理PSA气体变压吸附分离技术是一种基于吸附剂对气体成分具有不同的吸附亲和力的原理上所实现的分离技术。
该技术通过高压吸附和低压解吸的循环操作，利用吸附剂对气体成分的选择性吸附特性，实现对混合气体分离和纯化的目的。
该技术主要应用于各类气体的纯化、富集、去除杂质等过程，可以高效、经济地达到对目标成分的高纯度分离。
1.2 PSA气体变压吸附分离技术的发展历程PSA技术的发展可以追溯到上世纪50年代早期，最早用于氢气的分离和纯化。
随着科学技术的不断进步和工业需求的增长，PSA技术逐渐应用于多个领域，涉及的气体种类也从氢气扩展到氧气、氮气、甲烷等多种气体。
近年来，PSA技术在能源、化工、环保等行业得到广泛应用，成为气体处理领域的一项重要技术工艺。
二、关键工艺与技术参数2.1 吸附剂的选择和设计吸附剂是PSA技术中的核心元素，其选择和设计直接影响系统的性能和效率。
根据不同的气体吸附特性，需要选择适合的吸附剂，并根据工艺要求进行载气和吸附剂的匹配。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛、硅胶等。
吸附剂的选择应综合考虑吸附容量、吸附速度和再生能力等因素，以达到对目标成分高效吸附与解吸的要求。
2.2 PSA循环过程参数的优化PSA循环过程包括吸附、解吸、排附和再生等多个阶段，其中各阶段的参数优化对系统的性能至关重要。
如吸附时间和解吸时间的选择、吸附和解吸压力的调节、再生步骤的优化等，都需要综合考虑吸附剂的性能和工艺的经济性，以实现气体分离的高效率和低能耗。
吸附的基础与设计
吸附的基础与设计我们来了解一下吸附的基础原理。
吸附是一种表面现象，是指物质通过相互作用将其他物质吸附到其表面。
吸附的主要作用力有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被吸附物质的分子之间的范德华力产生的吸引力，吸附强度较弱。
化学吸附是指吸附剂表面的吸附位点与被吸附物质的分子之间发生化学键形成的吸附力，吸附强度较强。
根据吸附过程中吸附剂与被吸附物质之间的相互作用力不同，吸附可以分为疏水吸附和亲水吸附。
疏水吸附是指吸附剂表面具有疏水性，吸附剂与被吸附物质之间的相互作用力主要是范德华力。
亲水吸附是指吸附剂表面具有亲水性，吸附剂与被吸附物质之间的相互作用力主要是氢键和离子键。
根据被吸附物质的性质和应用需求，选择相应的吸附剂和吸附方法非常重要。
在吸附的设计中，首先需要确定吸附剂的选择。
吸附剂的选择应基于被吸附物质的性质和吸附过程中的工艺条件。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛、凝胶等。
活性炭广泛应用于空气净化和水处理领域，由于其具有大表面积和高孔隙度，能够有效吸附有机物和气体。
分子筛主要用于分离和催化领域，具有特定的孔径和吸附选择性，能够实现对分子的选择吸附。
凝胶是一种多孔材料，具有较大的比表面积和较高的吸附能力，广泛应用于药物制备和化学反应中。
吸附的设计还需要考虑吸附剂的制备和工艺条件。
吸附剂的制备方法包括物理法和化学法。
物理法主要是通过溶胶-凝胶法、干燥法等将吸附剂的前驱体转化为最终的吸附剂。
化学法则是通过溶胶-凝胶、共沉淀、水热法等将吸附剂的前驱体转化为最终的吸附剂。
在吸附过程中，工艺条件的控制也非常重要。
包括温度、压力、流速等参数的调控，能够影响吸附的效果和吸附速率。
吸附设计还需要考虑吸附过程中的传质问题。
传质是指被吸附物质在吸附剂中的扩散过程。
传质问题的解决对于吸附过程的效果和速率具有重要影响。
常用的传质模型有扩散模型和表观动力学模型。
根据被吸附物质的性质和吸附剂的特点，选择合适的传质模型进行模拟和计算，能够帮助优化吸附过程，并提高吸附效率。
气固吸附理论
42气固吸附理论气固吸附是界面吸附的一个主要组成部分，它涉及到催化、气体的净化和分离、环境保护等工业过程，具有重要的应用背景。
二十世纪前半期，人们已相继提出了许多吸附等温方程，并从模型入手建立了若干气固吸附理论，使吸附现象得到了定量乃至本质的描述。
本专题旨在介绍几个有影响的气固吸附理论和吸附等温式。
1. Langmuir 单分子层吸附理论1916年，美国物理化学家Langmuir Irving （朗缪尔）根据固体表面原子的力的不饱和性和分子间作用力随距离增大迅速衰减的事实，首先提出了一个单分子层吸附理论，这个理论建立在如下模型的基础上：① 固体表面存在一定数量的活性位site) (active ，它们能够吸附气体分子，但每个活性位只能吸附一个分子，因此，吸附是单分子层的。
② 这些活性位均匀地分布在固体表面上，且每一个活性位具有相同的吸附活性，或者说，无论气体分子吸附在哪个活性位上，释放的热量是一样的。
③ 已吸附的气体分子间不相互作用，换句话说，气体分子的吸附和脱附均与已吸附的周围分子无关。
于是，Langmuir 根据吸附达动态平衡时，吸附速率应等于脱附速率，用动力学方法作了如下推导：设吸附达平衡时，已被吸附的活性位占总活性位的分数为θ，气体的平衡压力为p ，则吸附速率不仅与压力p 成正比，而且也应与裸露的活性位分数θ−1成正比，即)1(θα−=p r a (42-1)式中α为比例系数。
脱附速率则除了与活性位的覆盖分数θ成正比外，还应与已吸附的气体分子中具有逃离活性位所需能量的分子分数成正比。
这个分子分数按Boltzmann 分布定律可表示为RTq kTf qN N //a *a aae e −−==ε (42-2)式中a N 是已吸附的气体分子总数；*a N 是具有逃离活性位所需最低能量a ε的分子数；q 是已吸附分子的配分函数，对于指定的温度和系统，这个定域子的配分函数是一个常数。
它的倒数即f ；k 是Boltzmann 常数；m ads a a H L q Δ−==ε即吸附能或吸附热的绝对值。
气体在临界温度附近吸附行为的实验研究
气体在临界温度附近吸附行为的实验研究首先，我们需要了解什么是临界温度。
临界温度是指液体和气体之间的相变温度。
在临界温度以下，气体可以被液体吸附，而在临界温度以上，气体和液体之间的分子间相互作用会变得较弱，气体不能被液体吸附。
针对气体在临界温度附近的吸附行为，有多种实验方法可以研究。
下面将介绍几种常见的实验方法。
首先是吸附等温线实验。
吸附等温线实验是最常用的研究气体吸附行为的方法之一、实验过程中，首先需要制备一定质量的吸附剂，例如活性炭、分子筛等固体材料。
然后，将吸附剂放置在恒温恒压下暴露于气体中一段时间，使气体与吸附剂接触并发生吸附作用。
随着吸附过程的进行，记录下吸附剂上气体的质量变化。
通过处理实验数据，可以获得不同温度下的吸附等温线，分析气体在临界温度附近的吸附行为特征。
其次是吸附热实验。
吸附热实验可以测定在吸附过程中释放或吸收的热量，进一步了解气体在临界温度附近的吸附行为。
实验过程中，通过控制恒定的压力和温度条件，将压力下升的气体通过吸附剂，并记录下吸附剂和气体之间的温度变化。
通过测量吸附过程中释放或吸收的热量，可以计算出气体在临界温度附近的吸附热。
此外，还可以进行表面积测定和孔隙分析实验。
气体的吸附行为与吸附剂的表面积以及孔隙结构有关。
通过表面积测定技术，可以计算出吸附剂的比表面积，进一步研究吸附剂与气体之间的吸附作用。
孔隙分析实验则可以获得吸附剂的孔隙分布和孔径大小，进一步了解气体在吸附剂内的吸附行为。
在进行实验研究时，我们还需要考虑实验条件的选择和控制。
例如，温度控制需要在临界温度附近进行，以保证吸附剂的吸附性能的有效测试。
同时，还需要选择适当的实验设备和仪器，例如恒温箱、差热分析仪等，以保证实验的准确性和可靠性。
总之，气体在临界温度附近的吸附行为的实验研究是一个具有重要实际意义的领域。
通过吸附等温线实验、吸附热实验、表面积测定和孔隙分析实验等方法，可以深入了解气体与固体之间的相互作用和吸附行为特征。
浅谈气体净化吸附性能实验研究
浅谈气体净化吸附性能实验研究发布时间：2021-03-15T11:31:30.447Z 来源：《基层建设》2020年第28期作者：任杰[导读] 摘要：新时代的空气净化必须由合成材料进行，如果这种净化继续以固有的思维方式进行，不仅会产生预期的效果，而且还会在空气中造成巨大的损失。
新疆协鑫新能源材料科技有限公司新疆昌吉 831100摘要：新时代的空气净化必须由合成材料进行，如果这种净化继续以固有的思维方式进行，不仅会产生预期的效果，而且还会在空气中造成巨大的损失。
因此从主观的角度来看，碳质材料的气体吸附性能的应用已经成为不可避免的趋势，碳质材料的气体吸附性能，使用必须以多样化的方式进行，而不同的元素必须得到反应和合理的解决，才能产生更大的价值。
关键词：碳质材料；气体吸附；空气净化气体净化是确保设备正常和稳定运行的一个重要因素。
作为高效和低成本净化技术的负荷吸附被广泛用于设备的净化。
气体加速工业化的背景能源和环境问题对健康的影响越来越大，开发新材料和新技术以解决空气和水污染等环境问题，引起了人们的极大关注。
注意吸附、光催化、等离子体、负离子等是通用空气净化技术。
这种吸附、空气净化广泛应用，碳材料，如活性炭、活性炭纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨等。
由于它们的物理化学和热稳定性，它们特别显著。
一、碳质材料的气体吸附性能在空气净化的过程中，会受到很多因素的影响，为未来的长期发展做出更大的贡献，需要将更多的能量用于碳质材料的气体吸附。
以不同方式碳材料的研究与开发一直受到工业界的密切关注，目前仍有待于提高碳吸附性能。
例如，翻修工程完成后，使用碳质材料的气体吸附性能可以更有效地吸收甲醛气体，鼓励业主尽快安装甲醛气体，并减少有毒气体对环境的危害。
碳材料在气体吸附性能上的用途因空气净化目标的不同而有所不同。
目前，许多材料，即使表面在物理影响下，特别容易释放有毒气体。
在夏季到来时，高温条件非常重要，空气净化变得越来越困难。
变压吸附气体分离技术
变压吸附气体分离技术目录序言…………………………………………………………….第一节气体吸附分离的基础知识………………………….一、吸附的定义………………………………………….二、吸附剂……………………………………………….三、吸附平衡和等温吸附线——吸附的热力学基础….四、吸附过程中的物质传递…………………………….五、固定床吸附流出曲线——吸附动力学基础……….第二节变压吸附的工作原理……………………………….一、吸附剂的再生方法…………………………………..二、变压吸附的工作步骤………………………………..三、吸附剂的选择………………………………………..第三节变压吸附技术的应用………………………………..一、回收和精制氢………………………………………..二、从空气中制取富氧……………………………………三、回收和制取纯二氧化碳………………………………四、从空气中制取纯氮……………………………………五、回收和提取一氧化碳…………………………………六、从变换气中脱出二氧化碳…………………………….附Ⅰ：变压吸附工艺步骤中常用字符代号说明……………….附Ⅱ：回收率的计算方法……………………………………….第一节气体吸附分离的基础知识一、吸附的定义当气体分子运动到固体表面上时，由于固体表面的原子的剩余引力的作用，气体中的一些分子便会暂时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。
相反，固体表面上被吸附的分子返回气体相的过程称为解吸或脱附。
被吸附的气体分子在固体表面上形成的吸附层，称为吸附相。
吸附相的密度比一般气体的密度大得多，有可能接近液体密度。
当气体是混合物时，由于固体表面对不同气体分子的压力差异，使吸附相的组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基础。
吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。
伴随吸附过程所释放的的热量叫吸附热，解吸过程所吸收的热量叫解吸热。
气态污染物控制技术基础概要
第七章气态污染物控制技术基础建议学时数：8学时（自学）教学重点掌握气体扩散、气体吸收、吸附和催化的基本原理和过程了解常用吸收剂、吸附剂和催化剂的特性教学难点学会设计吸收塔、吸附床和催化转化器教学内容1.气体扩散2.气体吸收3.气体吸附4.气体催化净化吸收净化法：是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度不同，或者其中某一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反应，达到将有害物从废气中分离出来，净化废气的目的的一种方法。
吸收（1）物理吸收：较简单，可看成是单纯的物理溶解过程。
如：水吸收HCL、CO2等。
吸收限度取决于气体在液体中的平衡浓度；吸收速率主要取决于污染物从气相转入液相的扩散速度。
（2）化学吸附：吸收过程中组分与吸收剂发生化学反应。
如：碱液吸收CO2、SO2等；酸液吸收NH3等。
吸收限度同时取决于气液平衡和液相反应的平衡条件；吸收速率同时取决于扩散速度和反应速度。
异同点：同：两类吸收所依据的基本原理以及所采用的吸收设备大致相同。
异：一般来说，化学反应的存在能提高反应速度，并是吸收的程度更趋于完全。
结合大气污染治理工程中所需净化治理的废气，具有气量大，污染物浓度低等特点，实际中多采用化学吸收法。
本章涉及内容：①吸收的基本原理（复习）——主要讨论物理吸收；②化学吸收；③吸收法净化SO2废气；④吸收法净化其它废气。
§7-1吸收的基本理论吸收过程的实质是物质由气相转入液相的传质过程。
可溶组分在气液两相中的浓度距离操作条件下的平衡愈远，则传质的推动力越大，传质速率也越快，因此我们按气液两相的平衡关系和传质速率来分析吸收过程，掌握吸收操作的规律。
一、气液平衡—亨利定律1．气体在液体中的溶解度气体的溶解度是在100Kg水中溶解气体的千克数。
在恒定的T 、P 下，使一定量吸收剂与混合气体充分接触后，气、液两相最终可达平衡，此时v 吸收=v 解吸，这时()*=p f c其中：c ——可溶气体在溶液中的浓度(即平衡浓度或饱和浓度)，Kg/m 3； p*——被吸收气体在溶液面上的分压（称平衡分压或饱和分压），Kpa 。
氮气吸附分析技术
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Vm ≈ VB
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孔径分布测定原理 ——开尔文方程
毛细管凝聚
指在有微孔的固体材料中，吸附质在毛细管内液体弯月面凹面上
方的平衡蒸气压力p小于同温度下的吸附质饱和蒸气压p0时，即可凝聚 为液体的现象。
Kelvin方程
ln P = − 2σV~ cosθ
大孔 >50nm
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基本原理 ——物理吸附
物理吸附的特点
z 作用力为分子间力，故吸附热小，吸附分子与液体或气体分子的状态差 别很小，即无需显著的活化吸附能。
z 非专一性 z 多层吸附 z 多在低温时物理吸附，高温时即可消除
物理吸附的影响因素
对特定的吸附剂-吸附质体系，达到吸附平衡时，
b.多分子层吸附，第一层吸附热最强，第二层以上各层吸附热 相等，且都为吸附质的液化热。
特点：为多分子层吸附，对应吸附等温线为Ⅱ和Ⅳ型。
BET吸附等温式
p = 1 + (C −1) × p v( ps − p) vmC vmC ps
Ps为吸附温度下吸附质的饱和蒸汽压；p为吸附质平衡蒸气压; Vm 为单分子层饱和吸附量；V表示任一状态下的吸附量。 C 为常数，反映第一层吸附同其他层吸附间吸附力场的差异大小.
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介孔材料的吸附等温线
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吸附量突跃与孔径的关系：
吸附突跃处相对压力越小，孔径越小； 吸附突跃处等温线斜率越大，孔径分布越窄。
H1型滞后环（如A）
说明吸附材料具有独立的圆筒形细长孔道且孔径均一分布较窄。
H2型滞后环（如B）
干货丨气体吸附分析技术—孔结构与物理吸附经典问答之基础篇
⼲货⼁⽓体吸附分析技术—孔结构与物理吸附经典问答之基础篇⽬前，⽓体吸附分析技术作为多孔材料⽐表⾯和孔径分布分析的不可或缺的⼿段，得到了⼴泛应⽤。
物理吸附分析不仅应⽤于传统的催化领域，⽽且渗透到新能源材料、环境⼯程等诸多领域。
本专题分为基础篇，实验篇和应⽤篇，旨在以实⽤为⽬的，⼒求避免冗余和数学公式，按实验的思维顺序逐步理清物理吸附相关的疑难点。
当然，对于⼀些⽐较复杂的问题，我们将会专门出专题⽂章进⾏介绍。
来源：材料⼈1. 什么是表⾯和表⾯积？表⾯是固体与周围环境,特别是液体和⽓体相互影响的部分;表⾯的⼤⼩即表⾯积。
表⾯积可以通过颗粒分割（减⼩粒度）和⽣成孔隙⽽增加，也可以通过烧结、熔融和⽣长⽽减⼩。
2. 什么是⽐表⾯积？为什么表⾯积如此重要?⽐表⾯积英⽂为specific surface area，指的是单位质量物质所具有的总⾯积。
分外表⾯积、内表⾯积两类。
国际标准单位为㎡/g。
表⾯积是固体与周围环境，特别是液体和⽓体相互作⽤的⼿段和途径。
⼀般有下列三种作⽤：1) 固体-固体之间的作⽤：表现为⾃动粘结，流动性(流沙)，压塑性等。
2) 固体-液体之间的作⽤：表现为浸润，⾮浸润，吸附能⼒等。
3) 固体-⽓体之间的作⽤：表现为吸附，催化能⼒等。
3. 什么是孔？根据ISO15901 中的定义，不同的孔（微孔、介孔和⼤孔）可视作固体内的孔、通道或空腔，或者是形成床层、压制体以及团聚体的固体颗粒间的空间（如裂缝或空隙）。
4. 什么是开孔和闭孔？多孔固体中与外界连通的空腔和孔道称为开孔（open p ore），包括交联孔、通孔和盲孔。
这些孔道的表⾯积可以通过⽓体吸附法进⾏分析。
除了可测定孔外，固体中可能还有⼀些孔，这些孔与外表⾯不相通，且流体不能渗⼊，因此不在⽓体吸附法或压汞法的测定范围内。
不与外界连通的孔称为闭孔(close p ore)。
开孔与闭孔⼤多为在多孔固体材料制备过程中形成的，有时也可在后处理过程中形成，如⾼温烧结可使开孔变为闭孔。
气体吸附法注意的问题（共5篇）
气体吸附法注意的问题（共5篇）以下是网友分享的关于气体吸附法注意的问题的资料5篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
篇1静电吸附提取物证需要注意的问题(微课程讲课稿)静电吸附，是现场勘查提取证据的重要手段之一。
但是，如果操作不当或者忽视一些问题，则会致使要提取的证据没有提取下来甚至造成破坏，给案件侦破造成无法估量的损失。
下面我以静电吸附提取足印为例，就静电吸附提取物证需要注意的问题作几点交流，以供大家参考：一、静电吸附提取之前一定要照相固定，以防静电吸附提取失败。
对静电吸附膜上吸附的足迹照相时最好在暗室进行，采用打侧光的方法，尽量消除背景反光。
二、有些技术人员在用静电吸附时，两个电极同时放电，高压静电往往将两极间的空气击穿，产生瞬间放电，正负电荷中和，不能对吸附膜有效充电。
建议将静电吸附器上的电极卸下一个，保留一个即可。
三、有些技术人员在使用静电吸附器提取足迹一按了事。
其实静电吸附器只有每次按下开关的瞬间对镀膜面充电，才对灰尘起到吸附作用，所以应当多次短时间按压开关。
四、有些技术人员认为静电吸附器接不接地线都一样。
由静电吸附器原理可知，接地极的面积成为电容间电荷量的决定因素。
应当尽可能地扩大接地极的面积，最有效的方法就是实现与大地的良好接触。
五、有些技术人员认为静电膜可以万次使用。
其实静电膜每次使用后整体带电，特别是有电流斑的，对电镀膜有极大损害，下次使用效果要衰减60%以上。
因此，静电吸附膜最好一次性使用，如果必须要带回，回收后应当尽量清洗干净。
最重要的一点是，将静电膜与暖气等可作为地线使用的金属导体接触，释放残余电荷，晾干后卷起备用。
以上是我们在使用静电吸附提取证据过程中的几点体会，由于水平有限，存在错误之处，敬请大家批评指正！篇2气体或蒸汽被固体表面浮获而附着在表面上，形成单层或多层气体分子层的现象叫做吸附。
能捕集气体的固体叫吸附剂，而被吸附的气体成份叫吸附质。
发生吸附作用的原因是由于在吸附剂表面存在着力场。
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N2, CO2, Ar物理吸附结果对比
尽管N2， Ar和CO2动力学直径类 似，分别为0.36，0.34和 0.33nm，但三种吸附质的吸附行 为完全不同。
BET surface area (m2/g) N2 CO2 Ar 1.009E+03 1.012E+03 9.433E+02 Langmuir surface area (m2/g) 1.029E+03 1.049E+03 9.647E+02
300
0.40 0.35
Amount Adsorbed (cc(STP)/g)
250
Cumul. Pore Volume (cc/g)
0.30 0.25 0.20 0.15
200
N2 Ar
CO2
N2
150
100
CO2
Ar
0.10 0.05 0.00
50
0 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 0.01 0.1 1
物理吸附 吸附 化学吸附
范德华力 化学键力
气体吸附
气体吸附的应用
分离，提纯，净化，除湿…...催化
表面，孔道的表征
面 积
体 积
2. 仪器：分析方法的实现
仪器结构
真空泵
气体
分析过程
⑷ ⑶ ⑵
⑴
吸附脱附曲线的形成
回滞环的形成
吸附过程
脱附过程
原因：测试过程为吸附脱附的动态过程。
回滞环形状与孔型的关系
原子发射光谱
原子发射光谱的产生
通常情况下，原子处于基态，在激发光作用下，原子获得足够的能 量，外层电子由基态跃迁到较高的能级状态即激发态。处于激发态的原 子是不稳定的，其寿命小于10-8s，外层电子就从高能级向较低能级或 基态跃迁。多余能量以电磁辐射的形式发射出去，这样就得到了发射光 谱。 原子发射光谱法是光学分析法中产生与发展最早的一种。在近代各 种材料的定性、定量分析中，原子发射光谱法发挥了重要作用。特别是 新型光源的研制与电子技术的不断更新和应用，使原子发射光谱分析获 得了新的发展，成为仪器分析中最重要的方法之一。
240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 0.01 0.1 1
N2
H2
H2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Relative Pressure (P/Po)
Relative Pressure (P/Po)
Kr在表征极低比表面积方面具有明显优势
H2物理吸附
主要用于储氢材料的性能表征
300 280 260
300
N2 Amount Adsorbed (cc(STP)/g)
280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20
Amount Adsorbed (cc(STP)/g)
分析方法适用于其他非腐蚀性气体
化学吸附
ICP分析技术基础
胡林彦
2010.10.26
概要
原理：原子光谱分析方法 仪器：分析方法的实现 样品：消解过程
1. 原理：原子光谱分析方法
原子光谱
原子光谱： 由原子中的电子在能 量变化时所发射或吸收的 一系列光所组成的光谱。
原子光谱是一些线状光 谱，发射谱是一些明亮的 细线，吸收谱是一些暗 线。原子的发射谱线与吸 收谱线位置精确重合 。
ICP-AES简介
样品
ICP
等离子体是一种由自由电子、离子、 中性原子与分子所组成的在总体上呈 中性的气体。 感应线圈由高频电源耦合供电，产 生垂直于线圈平面的磁场。如果通 过高频装置使氩气电离，则氩离子 和电子在电磁场作用下又会与其它 氩原子碰撞产生更多的离子和电 子，形成涡流。强大的电流产生高 温，瞬间使氩气形成温度可达 10000k的等离子焰炬（ICP）。
2
4
6
8
10
12
14
Relative Pressure (P/Po)
Pore Width (angstrom)
Kr物理吸附
低温氮气吸附测比表面的下限，一般是1m2/g，不适用于 更低的比表面积测量。 氪气吸附最大的优点就是在液氮温度下其饱和蒸汽压只有 约2.6mmHg，所以，在吸附等温线的测定范围内，达到 吸附平衡后残留在死空间中的未被吸附的氪气量变化就会 很大，可以测得准确，因此氪气适合于低比表面积的测 定。
N2物理吸附表征极低比表面积
0.02 1.8 1.6 0.01
Amount Adsorbed (cc(STP)/g)
1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2
Amount Adsorbed (cc(STP)/g)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
0.00
-0.01
例：吸附点选择与比表面积
微孔分子筛
压力点选择0.05-0.35之间 时，不能得到合理的结果。
例：吸附点选择与比表面积
压力点选择0.01以下时，可 以得到合理的结果。
BET模型与Langmuir模型对比
3. 拓展：多种气体吸附
背景
77K下的氮气是微孔和介孔分析最常用的标准吸附质。 优点：化学惰性，不易发生化学吸附，易得，成本低。 缺点：其应用具有局限性。 应一些特殊要求，除氮气外的其他气体越来越多地被应用 于吸附分析。如：精确的孔道分析，超低比表面积测量， 特定气体吸附性能考察等。
激发源 激发温度/K 稳定性 应用范围 稍差 较好 好 最好 定性分析，矿物、纯物质、难挥发元素的定量分析 试样中低含量组分的定量分析 金属、难激发元素的定量分析 溶液的定量分析
直流电弧 4000-7000 交流电弧 4000-7000 火化 ICP 瞬间10000 6000-8000
2. 仪器：分析方法的实现
CO2 0℃下的吸附等温线
0.4 300
300
Amount Adsorbed (cc(STP)/g)
250
200
150
Amount Adsorbed (cc(STP)/g) Cumul. Pore Volume (cc/g)
N2
N2
0.3 250
200 0.2
100
150
CO2
CO2
0.1
50
100
Ar N2
Amount Adsorbed (cc(STP)/g)
250
Cumul. Pore Volume (cc/g) Amount Adsorbed (cc(STP)/g)
N2
200
N2
150
Ar
100
50
Ar
0 1E-6
0.6 10
0.8 12
1.0
14
Relative Pressure (P/Po)
-0.02
-0.03
-0.04 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Relative Pressure (P/Po)
Relative Pressure (P/Po)
P C −1 P 1 = • + V ( P0 − P ) CVm P0 CVm
Kr物理吸附表征极低比表面积
0.0080 0.0075
3.样品：消解过程
ICP-AES对样品的要求
目前，气体、液体、固体样品均可引入 ICP光源。但最广泛、优先考虑仍是将液体 引入ICP光源的方法。从实践看来，溶液雾 化法有很好的效果与实用性。
溶液物化法的特点
固体样品经处理分解转化为液体后，元素都以离子状存在于溶液中，消除 了元素的赋存状态、物理特性所引起的测定误差。 在进行分析时，根据不同类型的样品，一般称取0.1—1 g 固体样品进行化 学处理，这就有较好的取样代表性。 液体试样以雾化法引入ICP光源，基本上消除了各元素从固体样品中蒸发 的分馏现象，使各元素的蒸发行为趋于一致，改善了分析的准确度及精密 度。 由于上一条所提出的现象，各元素的蒸发行为趋于一致，为多元素同时测 定创造了有利条件。 采用各元素的化合物（高纯）可以很容易地来配制各元素的标准溶液及基 体元素匹配溶液。这一点对固体样品直接引入ICP光源来讲，标准样品的 配制是很困难的。 液体引入ICP光源的溶液雾化法相对来讲有较好的稳定性，能获得良好的 分析准确度和精密度，各应用领域均能接受。 溶液雾化法可进行约70个元素的测定；并可在不改变分析条件的情况下， 进行同时的、或顺序的主、次、微量浓度的多元素的测定。 各种化学预处理方法，适用于各种类型的样品。 溶液雾化法相对来讲操作比较易于掌握，适合于大量样品的分析工作。
ICP-AES仪器结构
定性测量
定量测量
Intensity
I = aC
Concentration
ICP-AES的特点
ICP光源具有良好的原子化、激发和电离能力，具有很好的检出限。 对于多数元素，其检出限一般为0.1～100ng/ml。 ICP光源具有良好的稳定性，具有很好的精密度，当分析物含量不是 很低即明显高于检出限时，其RSD一般可在1%以下，好时可在0.5% 以下。 ICP发射光谱法受样品基体的影响很小，参比样品无须进行严格的基 体匹配，一般情况下可不用内标，具有良好的准确度。 ICP发射光谱法的分析校正曲线具有很宽的线性范围，在一般场合为5 个数量级，好时可达6个数量级。 ICP发射光谱法具有同时或顺序多元素测定能力，特别是固体成像检 测器的开发和使用及全谱直读光谱仪的商品化更增强了它的多元素同 时分析的能力。 ICP发射光谱法在一般情况下无须进行基体匹配且分析校正曲线具有 很宽的线性范围，所以它操作简便易于掌握，特别是对于液体样品的 分析。