吸附和离子交换

四、吸附剂
1. 活性炭
活性炭的再生
再生是在吸附剂本身的结构基本不发生变化的情 况下，用某种方法将吸附质从吸附剂微孔中除去,恢复 它的吸附能力。
在高温条件下，提高了吸附质分
子的能量，使其易于从活性炭的
加热再生法 活性点脱离；而吸附的有机物则
在高温下氧化和分解，成为气态
再
逸出或断裂成低分子
生
方
法
化学再生法
2. 腐殖酸类吸附剂 天然的富含腐殖酸的风化煤、泥煤、褐煤等。将富含腐
殖酸的物质用适当的粘合剂制备的腐殖酸系树脂。 含有活性基团，有百度文库离子吸附性能，对阳离子的吸
附，包括离子交换、鳌合、表面吸附、凝聚等作用。 同时还可以吸附废水中的许多金属离子，如汞、铬、
锌、镉、铅、铜等。
四第、二节吸附主要剂吸附剂
吸附量，mg/g;
Q0－吸附剂的最大吸附量, mg/g; b －Langmuir 常数, L/mg。
3. B.E.T 吸附等温式
2.2 吸附平衡与吸附等温式
假定发生多分子层吸附。在原先 被吸附的分子上面仍可吸附另外 的分子，而且不一定等第一层吸 满后再吸附第二层。第一层吸附 是靠吸附剂与吸附质间的分子引 力，而第二层以后是靠吸附质分 子间的引力。总吸附量等于各层 吸附量之和。
四第、二节吸附主要剂吸附剂
● 硅藻土：硅藻土是一种硅质岩石，主要分布在中国、美国、丹麦、法 国等国 。
硅藻土由无定形的SiO2组成。硅藻土通常呈浅黄色或浅灰色，质软， 多孔而轻，工业上常用来作为保温材料、过滤材料、填料、研磨材料、 水玻璃原料、脱色剂及催化剂载体等。 性能：多孔性、较低的浓度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化 学稳定性，被广泛用于冶金、化工建材、石油、食品、环境保护等工 业。 用水冲洗既可再生。
吸附反应 阶段
固体吸附剂用吸附量衡量
单位质量吸附剂在单位 时间内所吸附的物质量
吸附质从溶液中扩散到吸附 剂表面
吸附质在吸附剂孔隙中继续 向吸附点扩散
吸附质被吸附在吸附剂孔隙 内的吸附点表面
三、影响吸附的因素 吸附速度主要取决于外部扩散速度和孔隙扩散速度。 与溶液浓度成正比
外部扩 散速度
孔隙扩 散速度
通过化学反应，使吸附质转化为 易溶于水的物质而解吸下来
活性炭再生方法比较
• 用加热再生法处理活性炭时，炭的损失率高，而 且再生成本也较高，而药剂再生法处理成本高并 易造成二次污染，因此化学再生法(如臭氧再生 法)、生物再生法和湿式氧化再生法是今后活性炭 再生方法的发展方向。
第二四节、主吸要附吸剂附剂
二、吸附平衡与吸附等温式
2.2 吸附平衡与吸附等温式
2、Langmuir 吸附等温式
理论假设：
吸附剂表面均一 吸附是单分子层的
二、吸附平衡与吸附等温式
2. Langmuir吸附等温式：
其中：
Ce 1 Ce qe bQ0 Q0
Ce －被吸附物质的平衡浓度， mg/L; qe －单位吸附剂所吸附的物质的量，即平衡
一、吸附概述
吸附剂与吸附物质之间是通过 物理吸附 分子间引力(即范徳华力)而产
生的吸附
吸 附
化学吸附
吸附剂与被吸附物质之间产 生化学作用，生成化学键引 起吸附
一、吸附概述
2.1 吸附机理及分类
物理吸附 分子间力(范德华力)引起 没有选择性 放热较小，约42kJ／mol或更少 多分子层吸附 吸附剂的比表面积和细孔分布影响大
与吸附剂的比表面积的大小成正比
吸附剂颗粒直径越小，速度越快
增加溶液与颗粒间的相对运动速度， 可提高速度 吸附剂颗粒越小，速度越快
三、影响吸附的因素
吸附剂的物理化学性质和吸附质的物理化学性 质对吸附有很大影响。
极性分子(或离子)型的吸附剂容易吸附极性分子 (或离子)型的吸附质。
非极性分子型的吸附剂容易吸附非极性的吸附质。
其他吸附剂：沸石、硅藻土、 活性氧化铝等。
● 沸石：是一网架状铝硅酸盐火山岩 矿物。由于含有移动性较大的氧离子和 水分子，可进行阳离子交换和吸附性 质。 （1）可对有机物吸附去除（水中极性分 子更易被去除）； （2）通过离子交换去除水中氨氮，并可 再生处理； （3）可作为水质软化、去除水中重金属 离子，可用食盐水再生。
平衡吸附量计算公式：
qe
x m
V (c0 ce ) m
式中： V－溶液体积，L； c0、ce－分别为溶质的初始和平衡浓度，mg/L； x － 吸附剂吸附的溶质总量，mg m－投加吸附剂总量，g。
二、吸附平衡与吸附等温式
二、吸附平衡与吸附等温式
适用于中等浓度的 溶液
一般认为，1/n值介于0.1～0.5，则易于吸附，1/n>2时难以吸附。 利用K和1/n两个常数，可以比较 不同吸附剂的特性。
第二节 吸附
A 冰箱除异味 B 变色硅胶
吸附现象
一、吸附概述
一、吸附概述
1 吸附法功能与特点
功能 去除水中溶解态微量污染物。
有机物 胶体粒子 重金属离子 放射性元素 其他（微生物、余氯、臭味、色度）
一、吸附概述
1 吸附法功能与特点
特点 深度处理 可回收有用物料 进水预处理要求高 运转费用贵
四、吸附剂
• 吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素， 广义而言，一切固体都具有吸附能力，但是只有 多孔物质或磨得极细的物质，由于其具有很大的 表面积，才能作为吸剂。
四、吸附剂
1.工业吸附剂必须满足的要求
(1)吸附能力强； (2)吸附选择性好； (3)吸附平衡浓度低； (4)容易再生和再利用； (5)机械强度好； (6)化学性质稳定； (7)来源广； (8)价廉 。
3. B.E.T 吸附等温式
2.2 吸附平衡与吸附等温式
qe
BaC e
(Cs - Ce)1 (B -1)(Ce/Cs)
式中 a ，B——常数； Cs ——吸附质饱和浓度，mg/L Ce ——平衡浓度，mg/L。
三、影响吸附的因素
衡量 指标
吸附能力 吸附速度
吸附 阶段
颗粒外部 扩散阶段
孔隙扩散 阶段
一、吸附概述
2.1 吸附机理及分类
化学吸附 化学反应，形成牢固的化学键 放热量较大，约84—420kJ／mol 有选择性 单分子层吸附 表面化学性质和化学性质影响大
二、吸附平衡与吸附等温式
• 吸附过程中，固、液两相经过成分接触后，最后 将达到吸附与脱附的动态平衡。达到平衡时，单 位吸附剂所吸附的物质的数量称为平衡吸附量， 常用qe(mg/g)表示。