第9章 吸附要点

易吸附；
1/n>2，则难吸附。1/n较大则采用连续吸 附，反之采用间歇吸附。
3.BET公式（多层吸附）
BCq 0 q （9-6） (C s C )1 ( B 1)C / C S
式中:qo—单分子吸附层的饱和吸附量,g/g
Cs—吸附质的饱和浓度,g/L
B—常数；C—平衡浓度，g/L
9.1.3吸附剂 主要有活性炭、磺化煤、沸石、硅藻土、焦炭、 木炭等。 1、活性炭的制造
高温炭化 活化,800~900℃
木材、煤、果壳
炭渣
活性炭
隔绝空气，600℃
活化剂：ZnCl2
蒸汽高温活化 粉末状活性炭 粒状活性炭（园柱状、球状），粒径2~4mm 棒状活性炭：Φ 50mm，L=255mm
2.活性炭的细孔构造和分布
第ห้องสมุดไป่ตู้章
吸 附
9.1 吸附的类型
9.1.1 吸附
在相界面上，物质的浓度自动发生累积 或浓集的现象。 固—液界面上的吸附：
吸附剂：具有吸附能力的多孔性固
体物质。
吸附质：废水中被吸附的物质。
9.1.2吸附的分类 1. 物理吸附：靠分子间力产生的吸附，可 吸附多种吸附质，可形成多分子吸附层。 吸附━解吸是可逆过程，在低温下就能 吸附。 2. 化学吸附：由化学键力引起的吸附，吸 能形成单分子吸附层，并具有选择性， 同时是不可逆的，在高温下才能吸附。 上面二种吸附往往是相伴发生，而不能 严格分开，是几种吸附综合作用的结果， 可能存在以某种吸附为主。
V (C0 C ) q W
3.吸附等温线 在一定T下，q随平衡浓度C变化的曲线
（q=f(C)）叫吸附等温线。用数学公式描述
则叫吸附等温式。
4.吸附等温式（三种）
朗谬尔公式 表示I型吸附等温线的有费兰德利希公式
表示II型吸附等温线的有BET公式
1.朗谬尔公式：
abc q 1 ac
（9-2）
1.吸附剂的性质：吸附剂的种类、颗粒大 小、比表面积，颗粒的细孔构造与分布、 吸附剂是否是极性分子等。
2.吸附质的性质： （1）溶解度：越低越容易吸附，具有较大 的影响。 （2）使液体表面自由能W降低得越多的吸 附质则越容易被吸附。
（3）极性：
极性吸附剂易吸附极性的吸附质。
（物以类聚）
非极性吸附剂易吸附非极性的吸附质。 （4）吸附质分子的大小和不饱和度。 活性炭：易吸附分子直径较大的饱和化合物 合成沸石：易吸附分子直径小的不饱和化合物 以后C↑，q增加很小，直至为一定值。
9.2 吸附等温线与吸附速度
9.2.1吸附平衡
1.定义 当吸附质的吸附速率=解吸速率（即V 吸附=V解吸），即在单位时间内吸附数量 等于解吸的数量，则吸附质在溶液中的 浓度C与在吸附剂表面上的浓度都不再变 时，即达到吸附平衡，此时吸附质在溶 液的浓度C叫平衡浓度。
2.吸附量q(g/g) 衡量吸附剂吸附能力的大小，达到吸 附平衡时，单位重量的吸附剂（g）所吸 附的吸附质的重量（g）。 （9-1） 式中：V—废水容积；W—活性炭投量，g C0—废水吸附质浓度（g/L） C— 吸附平衡时水中剩余的吸附质浓度 (g/L) —平衡浓度 q=f(C、T)，当 T 不变时，即 T 恒定，则 q=f(C)，叫吸附等温线。
取倒数式：
1 / q 1 / ab 1 / c 1 / b （9-3）
2.费兰德利希经验公式：
q KC
1/ n
（9-4）
适于中等浓度吸附 式中：K、n——常数；
C——吸附质平衡浓度（g/L）
q——吸附量
取对数： lg q lg K 1/ n lg C （9-5）
1/n越小，吸附性能越好，1/n=0.1~0.5，容
（5）吸附质的浓度较低时，提高C可增加吸附量。
3.废水的PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液 中吸附效果较好。 4.共存物质：对于物理吸附，共存多种物 质时的吸附比单一物质时的吸附要差。 5.温度：对于物理吸附，T高则不利，吸附 量减少。 6.接触时间：应保证吸附达到平衡时的时 间，而该时间的大小取决于吸附速度V， V大则所需时间短。
令a=1/m，b=qo
abc q 1 ac
……朗谬尔式
BET公式可以适应更广泛的吸附现象。
※吸附量q是选择吸附剂和吸附设备的重要
参数，q决定吸附剂再生周期的长短，q
越大，再生周期越长，再生剂用量及其
费用越小。q通过吸附试验来确定。
9.2.2 吸附速度
V q / t , 单位: g /( g min)
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。
吸附过程一般分为3个阶段： 1.液膜扩散（颗粒外部扩散）阶段 2.颗粒内部扩散阶段 3. 吸附反应阶段：吸附质被吸附在细孔内 表面上。 吸附反应速度非常快，V主要取决于第I、 II阶段速度，而颗粒外部扩散速度（液 膜扩散）U=f(c、d、搅动)
溶液浓度C↑，则U↑
颗粒直径d↓，则U↑ 加强搅动，则U↑ 而颗粒内部扩散速度 V=f（细孔大小与 构造，吸附质的d） 吸附剂颗粒直径d↓，V↑。 d的大小对内、外部扩散都有很大影响， 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。
9.2.3 吸附的影响因素
取倒数：
C 1 B 1 C (C S C )q Bq0 Bq0 C S
(9－7)
BET公式包括了朗谬尔公式：
设 B C s ， 且C<<Cs，则BET公式可写成：
m
q / m Cq C / m Cq S 0 S 0 C / C C 1 (C / m C / C ) (C C ) 1 ( C / m ) 1 S S S S S 1 / m Cq 0 1 C / m C
1.比表面积 每g活性炭所具有的表面积。活性炭的 比表面积为：500~1700m2/g，99.9%的表面 积，在多孔结构颗粒的内部。 2.细孔构造 · 小孔：<2nm，0.15~0.90mL/g，占比表面 积的95%以上，起吸附作用，吸附量以小孔 吸附为主。
· 过渡孔：2~90nm，0.02~0.9mL/g，占比表 面积<5%，吸附量不大，起吸附作用和通 道作用。 · 大孔：90~900nm，0.2~0.5mL/g，占比表 面积很小，吸附量小，提供通道。