分离过程-吸附概述
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根据吸附剂表面与被吸附物之间作用力的不同,吸附 可分为物理吸附与化学吸附。
物理吸附是被吸附的流体分子与固体表面分子间的 作用力为分子间吸引力,即所谓的范德华力 ( Van der waals) 。因此,物理吸附又称范德华吸附,它是一种可 逆过程。
化学吸附是固体表面与被吸附物间的化学键力起作用 的结果。这类型的吸附需要一定的活化能,故又称“活 化吸附”。这种化学键亲和力的大小可以差别很大,但 它大大超过物理吸附的范德华力。
FLGC
pr 2M ln 0 p RTr
上式表明,液体的饱和蒸气压与其液面的曲率半径 (r)有关,微小液 滴的曲率半径为正值,故其饱和蒸气压Pr恒大于平面液体的饱和蒸气压p0。 如果液体能在固体毛细管的表面上很好润湿,则毛细管内液面应是凹面, 故与液滴相反,这种液面的曲率半径应为负值。因此,在毛细管内液体的 饱和蒸气压Pr将恒低于平面液体的饱和蒸气压p0,所以对平面液体尚未达 到饱和的蒸气,而对毛细管内呈凹面的液体可能已达到饱和。对于给定的 蒸气压P1,可从上式算出使蒸气开始凝结的毛细管半径 r1。显然,凡是半 径小于 r1 的微孔,此时蒸气都可在其中凝结。当蒸气压逐渐增加,较大 的微孔也将先后被填满,吸附量将随压力增加而迅速增加,这就是类型Ⅱ 的曲线在p/p0达0.4以上时曲线向上弯曲的原因。
作用力,以及压力很高时多孔性吸附剂因吸附多分子层而使
孔径变细后可能发生的毛细管凝聚作用等因素 。
FLGC
3、毛细管现象
毛细管凝结现象是指被吸附的蒸气在多孔性的吸附剂孔 隙中凝结为液体的现象。开尔文 (Kelvin) 对微小液滴的饱和 蒸气压研究得出:
pr 2M ln 0 p RTr
式中 :p0—— 平面的饱和蒸气压; Pr——液滴上方的饱和蒸 气压 ;r—— 液滴的半径; ρ —— 液体的密度 ;M—— 液体的 相对分子质量; σ —— 液体的表面张力; T—— 绝对温 度。
FLGC
当单分子层吸附时n=1,上式可简化为朗格谬尔方程式; 当n=∞时,即吸附层数是无限的,则即为上式。显然BET 方 程比朗格谬尔方程适用范围更宽些,把吸附理论向前发展了 一步 。一 般认为二 常数方程适用于相对压力 (p/p0) 约为 0.05~0.35之间。BET 方程可适用于五种类型等温线中的Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ种,但仍不能适用于Ⅳ和Ⅴ类型。该理论的不足之处 是没有考虑表面的不均匀性,同一层上吸附分子之间的相互
吸附等温线都是完全可逆的,即吸附
等温线上任一点所代表的平衡状态, 既可以由新鲜吸附剂进行吸附时达到 ( 即从吸附等温线的低端向上 ) ,也可 以从已吸附了吸附质的吸附剂脱附达 到 ( 即从等温线的高端向下 ) 。但有时 候,在某一段等温线上,由吸附所达
到的某一平衡点,与由脱附达到该点
图I 氨在木炭上的吸附等温线 时不是同一个平衡状态。
不再有吸附能力了。至于中压范围,仍保持曲线形式 。因 此上页图中的第Ⅰ种类型曲线也称朗格谬尔型吸附等温线。
bVm P 1) p bp 1时, V 直线 1 bP 2) p bp 1时,V Vm 水平线
FLGC
2、BET方程 假设: (1)固体表面是均匀的 (2)可以有多层分子吸附 (3)吸附分子间无相互作用力 (4)第一层为物理吸附 ,第二层以上的为相变的 观点,认为在物理吸附中,固体和气体间的吸附是依靠分 子间的引力发生的,已被吸附的分子仍有吸附能力,所以 应是多分子层吸附。 由此可导出BET
FLGC
第五章
吸附过程
一、吸附现象及吸附分离
二、吸附的应用
三、吸附过程的特点
四、分类比较 五、吸附剂 六、吸附剂的再生
概述及吸附平衡
FLGC
5.1 概述 5.1.1 吸附现象及吸附分离
吸附 : 当气体或液体与某些固体接触时,气体或液体的分子 会积聚在固体表面上,这种现象称之为吸附。它可以被认为 是某些固体能将某些物质从气体混合物(或溶液)中凝聚到其 表面上的一种物理化学现象。 与吸收不同,吸收时,液相中物质分子是均匀分散的。 而吸附是流体分子富集在固体表面上,形成一吸附层(或称 吸附膜),而没有向固体内部渗透。由于吸附是一种固体表 面现象,所以只有那些具有较大内表面的多孔性固体才具有 吸附能力。吸附过程是由流体(气体或液体)与固体构成一个 体系,是非均相过程。
5.1.5 吸附剂(制造困难,理论缺乏)
怎样选择: 1、选择性高(如分子筛)(1)孔道(2)极性 2、比表面积大、表面活性好。 如:活性炭 1000平方米/克
x型分子筛
1030平方米/克
3、有一定的机械强度和物理特性 4、有良好的化学稳定性、热稳定性
FLGC
5.1.6 吸附剂的再生
当吸附进行一定时间后,吸附剂的表面就会被吸附物所 覆盖,使吸附能力急剧下降,此时就需将被吸附物脱附, 使吸附剂得到再生。通常工业上采用的再生方法有下列
FLGC
流体分子从流体相被吸附到固体表面,其分子的自由焓 降低,与未吸附前相比,其分子的熵也降低了。按照热力学 定律,自由焓变化 (Δ G) 、焓变化 (Δ H) 及熵变化 (Δ S) 关系 如下: Δ G=Δ H-TΔ S 上式中 Δ G 、 Δ S 均为负值。故 Δ H 肯定为负值。因此, 吸附过程必然是个放热过程。 所放出的热,称为该物质在此固体表面上的吸附热。 原因:多孔性固体表面的分子或原子因受力不均而具有剩余 的表面能,当流体中的某些物质碰撞固体表面时,受到这些 不平衡力的作用就会停留在固体表面上。
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5.1.2 吸附的应用
由于某些固体具有吸附能力,所以在化工中可用来实 现气体或液体的分离。
1、气体的分离:用于气体的干燥、脱臭和去除杂质成分
以及烃类气体的分离。 2、液体的分离:可用于油品的脱水、脱色、脱味和去除 杂质以及烷烃与芳烃的分离等。
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 乙 苯 144.41 139.10 138.35 136.19 100---150块
五种类型的物理吸附等温线
I为-193 0C 下N在活性炭上吸附;II为-195 0C 下N2在硅胶上吸附;III为78 0C 下溴 0 在硅胶上吸附;IV为50 0C 下苯在FeO上吸附;V为100 C下水蒸气在活性炭上吸附。
I类
吸附出现饱和值。这种吸附相当于
在吸附剂表面上形成单分子层吸附,
接近Langmuir型吸附等温线。常适用 于处理临界温度以上的气体。
v
v'
固体吸附剂表面
——固体表面被吸附分子遮盖的分数
p v
,
1
v a '(1 ) p v ' b '
v
FLGC
Biblioteka Baidu平衡时:
a '(1 ) p b '
bp 1 bp
以 Vm 表示表面覆盖满时(θ =1)的吸附量,V表示在气 体压力为 p 时的吸附量,则表面覆盖分数为:
例:丙酮(易吸附组分)+ 甲烷(难吸附组分)+ 活性炭 平衡压力:取混合物中易吸附组分的蒸汽分压 ,此时可以
V
VmCp p ( p p)[1 (C 1) 0 ] p
0
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VmCp p —— 平衡压力; V p 0 V —— 在 p 压力下的吸附量; ( p p)[1 (C 1) 0 ] p C —— Vm —— 第一层全部覆盖满时所吸附的量; p0 —— 实验温度下的饱和蒸气压。
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第五章
吸附过程
5.2.1吸附平衡
5.2.1.1单组分气体的吸附 5.2.1.2双组分气体的吸附
1. 只有一个组分显著的被吸附 2 . 两组分都被吸附
5.2.1.3液固吸附平衡
吸附理论
5.2.2吸附速率
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5.2 吸附理论
5.2.1 吸附平衡
二、 双组分气体的吸附 1、只有一个组分显著的被吸附
I II IV III V
II类 其特点是不出现饱和值,随对比压
力增加,平衡吸附量急剧上升,曲线 上凸,属于多分子层物理吸附 。气体
的温度低于临界温度,压力也较低,
接近于饱和蒸汽压。
III类 曲线下凹,属于多分子层物理吸附。在压力较低时,吸 附量低,随着相对压力的提高,吸附量才增大。吸附气体
p/p0 图 13- 1 五 种 物 理 吸 附 等 温 线
800块
300---350块
FLGC
5.1.3 吸附过程的特点
优点:1、选择性高 。
2、吸附速度快,过程进行完全。 3、常压、常温下进行。操作费用少。 缺点:1、吸附量少、消耗吸附剂、设备庞大。 2、吸附剂的运输、装料、卸料较困难。 3、吸附剂不易找到,吸附理论不完善。
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5.1.4 分类比较
• 单组分气相在固体上的吸附平衡
实验表明,当流体为气相时,对于一个给定的物系(即一定的吸附 剂和一定的吸附质),达到吸附平衡时,吸附量与温度及压力有关, 可表示为 V =f(T,p) 当 T为常数,V =f(p),它表明了平衡吸附量与压力之间的关系,反 映这一关系的曲线称为吸附等温线。下面是 Brunauer 等研究的单组 分气体的五类物理吸附等温线。
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物理吸附和化学吸附的比较
特点 1、作用力 物理吸附
范德华力
化学吸附
化学键力 化学吸附热 与化学反应热相近,大 选择性强
2、热效应
3、选择性
与液化热相近,小
选择性不强
可以由这些特性判断吸附类型
P 多层P 单层
快 低温 可逆
4、吸附形式
5、吸附速度 6、温度要求
7、可逆性
单层
慢 高温 不可逆
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V Vm
所以:
bVm p V 1 bp
FLGC
讨论: 在低压时,bp项比 1 小得多,即 1+bp≈1, 因 Vm 、b均为常 数,所以吸附量V与p成正比。在高压时,bp项比1大得多, 因此分母中 1+bp≈bp,使V≈Vm,所以增加压力,吸附量基
本不变,表明吸附剂表面已被单分子层的吸附质所覆盖,
FLGC
如图 II 所示。即在脱附 过程中,欲使吸附剂达到与 吸附时同样的吸附量,需更 低的平衡压力。这种现象称 之为“吸附滞留现象”。
图II 吸附滞留现象
这种现象可能是由于固 体吸附的毛细管或孔穴的开 口形状和吸附质湿润在固体 吸附剂上的复杂现象所造成。 在任何情况下,如果产生滞 留现象,则对应于同一吸附 量,其吸附的平衡压力一定 比脱附的平衡压力高。
I II IV III V
增加而缓慢上升,当接近饱和压力
时,曲线趋于饱和,形成多层吸附,
有滞后效应。
类 、 III 类的等温吸 附的毛细管冷凝型。
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5.2 吸附理论
5.2.1 吸附平衡
一、 单组分的吸附平衡 1、郎格谬尔等温线方程 假设: (1)固体表面是均匀的 (2)吸附是单分子层的 (3)吸附分子间无相互作用力 (4)吸附平衡是动态平衡 吸附 气体分子(空间) 解吸
104 cm时,其蒸气压与平面蒸气压差别很小,这样
的毛细管中不会出现毛细管凝结现象。而当毛细管的直径与分子大小相近 时,同样也不会有毛细管凝结现象。因为此时将不会形成弯曲的液面。
FLGC
4、吸附滞留现象
五种吸附等温线中,不管何种类型
的吸附,都是随压力的升高吸附量增
大,随温度的增加吸附量降低,图I示 为氨在炭上的吸附等温线。所讨论的
几种:
(1)降低压力 (2)升高温度 (3)通气吹扫 (4)置换脱附
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5.2 吸附理论
5.2.1 吸附平衡 • 吸附平衡是指在一定温度和压力下,气固或液固两相充分接
触,最后吸附质在两相中达到动态平衡;也可以是含有一定 量的吸附质的惰性流体通过吸附剂固定床层,吸附质流动相 和固定相中反复分配,最后在动态下达到稳定的动态平衡。
量随组分分压增加而上升。
IV类 能形成有限的多层吸附。开始吸
附量随着气体中组分分压的增加迅 速增大,曲线凸起,吸附剂表面形 成易于移动的单分子层吸附;而后 一段凸起的曲线表示由于吸附剂表 面建立了类似液膜层的多层分子吸 附;两线段间的突变,说明有毛细 孔的凝结现象。
0 p/p V类 曲线一开始就下凹,吸附质较难 图 13- 1 五 种 物 理 吸 附 等 温 线 被吸附,吸附量随气体中组分浓度 IV类、 V类 分别为 II
上式是在假定固体表面为均匀的,吸附层数可以是无 穷多的情况下推得的。但吸附剂是属多孔性固体,吸附 的层数有一定的限制,当假设吸附层数为n层时,则可得 三常数BET方程,如下所示:
VmCx 1 (n 1) x n nxn1 V [ ] n 1 1 x 1 (C 1) x Cx p x 0 p
物理吸附是被吸附的流体分子与固体表面分子间的 作用力为分子间吸引力,即所谓的范德华力 ( Van der waals) 。因此,物理吸附又称范德华吸附,它是一种可 逆过程。
化学吸附是固体表面与被吸附物间的化学键力起作用 的结果。这类型的吸附需要一定的活化能,故又称“活 化吸附”。这种化学键亲和力的大小可以差别很大,但 它大大超过物理吸附的范德华力。
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pr 2M ln 0 p RTr
上式表明,液体的饱和蒸气压与其液面的曲率半径 (r)有关,微小液 滴的曲率半径为正值,故其饱和蒸气压Pr恒大于平面液体的饱和蒸气压p0。 如果液体能在固体毛细管的表面上很好润湿,则毛细管内液面应是凹面, 故与液滴相反,这种液面的曲率半径应为负值。因此,在毛细管内液体的 饱和蒸气压Pr将恒低于平面液体的饱和蒸气压p0,所以对平面液体尚未达 到饱和的蒸气,而对毛细管内呈凹面的液体可能已达到饱和。对于给定的 蒸气压P1,可从上式算出使蒸气开始凝结的毛细管半径 r1。显然,凡是半 径小于 r1 的微孔,此时蒸气都可在其中凝结。当蒸气压逐渐增加,较大 的微孔也将先后被填满,吸附量将随压力增加而迅速增加,这就是类型Ⅱ 的曲线在p/p0达0.4以上时曲线向上弯曲的原因。
作用力,以及压力很高时多孔性吸附剂因吸附多分子层而使
孔径变细后可能发生的毛细管凝聚作用等因素 。
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3、毛细管现象
毛细管凝结现象是指被吸附的蒸气在多孔性的吸附剂孔 隙中凝结为液体的现象。开尔文 (Kelvin) 对微小液滴的饱和 蒸气压研究得出:
pr 2M ln 0 p RTr
式中 :p0—— 平面的饱和蒸气压; Pr——液滴上方的饱和蒸 气压 ;r—— 液滴的半径; ρ —— 液体的密度 ;M—— 液体的 相对分子质量; σ —— 液体的表面张力; T—— 绝对温 度。
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当单分子层吸附时n=1,上式可简化为朗格谬尔方程式; 当n=∞时,即吸附层数是无限的,则即为上式。显然BET 方 程比朗格谬尔方程适用范围更宽些,把吸附理论向前发展了 一步 。一 般认为二 常数方程适用于相对压力 (p/p0) 约为 0.05~0.35之间。BET 方程可适用于五种类型等温线中的Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ种,但仍不能适用于Ⅳ和Ⅴ类型。该理论的不足之处 是没有考虑表面的不均匀性,同一层上吸附分子之间的相互
吸附等温线都是完全可逆的,即吸附
等温线上任一点所代表的平衡状态, 既可以由新鲜吸附剂进行吸附时达到 ( 即从吸附等温线的低端向上 ) ,也可 以从已吸附了吸附质的吸附剂脱附达 到 ( 即从等温线的高端向下 ) 。但有时 候,在某一段等温线上,由吸附所达
到的某一平衡点,与由脱附达到该点
图I 氨在木炭上的吸附等温线 时不是同一个平衡状态。
不再有吸附能力了。至于中压范围,仍保持曲线形式 。因 此上页图中的第Ⅰ种类型曲线也称朗格谬尔型吸附等温线。
bVm P 1) p bp 1时, V 直线 1 bP 2) p bp 1时,V Vm 水平线
FLGC
2、BET方程 假设: (1)固体表面是均匀的 (2)可以有多层分子吸附 (3)吸附分子间无相互作用力 (4)第一层为物理吸附 ,第二层以上的为相变的 观点,认为在物理吸附中,固体和气体间的吸附是依靠分 子间的引力发生的,已被吸附的分子仍有吸附能力,所以 应是多分子层吸附。 由此可导出BET
FLGC
第五章
吸附过程
一、吸附现象及吸附分离
二、吸附的应用
三、吸附过程的特点
四、分类比较 五、吸附剂 六、吸附剂的再生
概述及吸附平衡
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5.1 概述 5.1.1 吸附现象及吸附分离
吸附 : 当气体或液体与某些固体接触时,气体或液体的分子 会积聚在固体表面上,这种现象称之为吸附。它可以被认为 是某些固体能将某些物质从气体混合物(或溶液)中凝聚到其 表面上的一种物理化学现象。 与吸收不同,吸收时,液相中物质分子是均匀分散的。 而吸附是流体分子富集在固体表面上,形成一吸附层(或称 吸附膜),而没有向固体内部渗透。由于吸附是一种固体表 面现象,所以只有那些具有较大内表面的多孔性固体才具有 吸附能力。吸附过程是由流体(气体或液体)与固体构成一个 体系,是非均相过程。
5.1.5 吸附剂(制造困难,理论缺乏)
怎样选择: 1、选择性高(如分子筛)(1)孔道(2)极性 2、比表面积大、表面活性好。 如:活性炭 1000平方米/克
x型分子筛
1030平方米/克
3、有一定的机械强度和物理特性 4、有良好的化学稳定性、热稳定性
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5.1.6 吸附剂的再生
当吸附进行一定时间后,吸附剂的表面就会被吸附物所 覆盖,使吸附能力急剧下降,此时就需将被吸附物脱附, 使吸附剂得到再生。通常工业上采用的再生方法有下列
FLGC
流体分子从流体相被吸附到固体表面,其分子的自由焓 降低,与未吸附前相比,其分子的熵也降低了。按照热力学 定律,自由焓变化 (Δ G) 、焓变化 (Δ H) 及熵变化 (Δ S) 关系 如下: Δ G=Δ H-TΔ S 上式中 Δ G 、 Δ S 均为负值。故 Δ H 肯定为负值。因此, 吸附过程必然是个放热过程。 所放出的热,称为该物质在此固体表面上的吸附热。 原因:多孔性固体表面的分子或原子因受力不均而具有剩余 的表面能,当流体中的某些物质碰撞固体表面时,受到这些 不平衡力的作用就会停留在固体表面上。
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5.1.2 吸附的应用
由于某些固体具有吸附能力,所以在化工中可用来实 现气体或液体的分离。
1、气体的分离:用于气体的干燥、脱臭和去除杂质成分
以及烃类气体的分离。 2、液体的分离:可用于油品的脱水、脱色、脱味和去除 杂质以及烷烃与芳烃的分离等。
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 乙 苯 144.41 139.10 138.35 136.19 100---150块
五种类型的物理吸附等温线
I为-193 0C 下N在活性炭上吸附;II为-195 0C 下N2在硅胶上吸附;III为78 0C 下溴 0 在硅胶上吸附;IV为50 0C 下苯在FeO上吸附;V为100 C下水蒸气在活性炭上吸附。
I类
吸附出现饱和值。这种吸附相当于
在吸附剂表面上形成单分子层吸附,
接近Langmuir型吸附等温线。常适用 于处理临界温度以上的气体。
v
v'
固体吸附剂表面
——固体表面被吸附分子遮盖的分数
p v
,
1
v a '(1 ) p v ' b '
v
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Biblioteka Baidu平衡时:
a '(1 ) p b '
bp 1 bp
以 Vm 表示表面覆盖满时(θ =1)的吸附量,V表示在气 体压力为 p 时的吸附量,则表面覆盖分数为:
例:丙酮(易吸附组分)+ 甲烷(难吸附组分)+ 活性炭 平衡压力:取混合物中易吸附组分的蒸汽分压 ,此时可以
V
VmCp p ( p p)[1 (C 1) 0 ] p
0
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VmCp p —— 平衡压力; V p 0 V —— 在 p 压力下的吸附量; ( p p)[1 (C 1) 0 ] p C —— Vm —— 第一层全部覆盖满时所吸附的量; p0 —— 实验温度下的饱和蒸气压。
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第五章
吸附过程
5.2.1吸附平衡
5.2.1.1单组分气体的吸附 5.2.1.2双组分气体的吸附
1. 只有一个组分显著的被吸附 2 . 两组分都被吸附
5.2.1.3液固吸附平衡
吸附理论
5.2.2吸附速率
FLGC
5.2 吸附理论
5.2.1 吸附平衡
二、 双组分气体的吸附 1、只有一个组分显著的被吸附
I II IV III V
II类 其特点是不出现饱和值,随对比压
力增加,平衡吸附量急剧上升,曲线 上凸,属于多分子层物理吸附 。气体
的温度低于临界温度,压力也较低,
接近于饱和蒸汽压。
III类 曲线下凹,属于多分子层物理吸附。在压力较低时,吸 附量低,随着相对压力的提高,吸附量才增大。吸附气体
p/p0 图 13- 1 五 种 物 理 吸 附 等 温 线
800块
300---350块
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5.1.3 吸附过程的特点
优点:1、选择性高 。
2、吸附速度快,过程进行完全。 3、常压、常温下进行。操作费用少。 缺点:1、吸附量少、消耗吸附剂、设备庞大。 2、吸附剂的运输、装料、卸料较困难。 3、吸附剂不易找到,吸附理论不完善。
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5.1.4 分类比较
• 单组分气相在固体上的吸附平衡
实验表明,当流体为气相时,对于一个给定的物系(即一定的吸附 剂和一定的吸附质),达到吸附平衡时,吸附量与温度及压力有关, 可表示为 V =f(T,p) 当 T为常数,V =f(p),它表明了平衡吸附量与压力之间的关系,反 映这一关系的曲线称为吸附等温线。下面是 Brunauer 等研究的单组 分气体的五类物理吸附等温线。
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物理吸附和化学吸附的比较
特点 1、作用力 物理吸附
范德华力
化学吸附
化学键力 化学吸附热 与化学反应热相近,大 选择性强
2、热效应
3、选择性
与液化热相近,小
选择性不强
可以由这些特性判断吸附类型
P 多层P 单层
快 低温 可逆
4、吸附形式
5、吸附速度 6、温度要求
7、可逆性
单层
慢 高温 不可逆
FLGC
V Vm
所以:
bVm p V 1 bp
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讨论: 在低压时,bp项比 1 小得多,即 1+bp≈1, 因 Vm 、b均为常 数,所以吸附量V与p成正比。在高压时,bp项比1大得多, 因此分母中 1+bp≈bp,使V≈Vm,所以增加压力,吸附量基
本不变,表明吸附剂表面已被单分子层的吸附质所覆盖,
FLGC
如图 II 所示。即在脱附 过程中,欲使吸附剂达到与 吸附时同样的吸附量,需更 低的平衡压力。这种现象称 之为“吸附滞留现象”。
图II 吸附滞留现象
这种现象可能是由于固 体吸附的毛细管或孔穴的开 口形状和吸附质湿润在固体 吸附剂上的复杂现象所造成。 在任何情况下,如果产生滞 留现象,则对应于同一吸附 量,其吸附的平衡压力一定 比脱附的平衡压力高。
I II IV III V
增加而缓慢上升,当接近饱和压力
时,曲线趋于饱和,形成多层吸附,
有滞后效应。
类 、 III 类的等温吸 附的毛细管冷凝型。
FLGC
5.2 吸附理论
5.2.1 吸附平衡
一、 单组分的吸附平衡 1、郎格谬尔等温线方程 假设: (1)固体表面是均匀的 (2)吸附是单分子层的 (3)吸附分子间无相互作用力 (4)吸附平衡是动态平衡 吸附 气体分子(空间) 解吸
104 cm时,其蒸气压与平面蒸气压差别很小,这样
的毛细管中不会出现毛细管凝结现象。而当毛细管的直径与分子大小相近 时,同样也不会有毛细管凝结现象。因为此时将不会形成弯曲的液面。
FLGC
4、吸附滞留现象
五种吸附等温线中,不管何种类型
的吸附,都是随压力的升高吸附量增
大,随温度的增加吸附量降低,图I示 为氨在炭上的吸附等温线。所讨论的
几种:
(1)降低压力 (2)升高温度 (3)通气吹扫 (4)置换脱附
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5.2 吸附理论
5.2.1 吸附平衡 • 吸附平衡是指在一定温度和压力下,气固或液固两相充分接
触,最后吸附质在两相中达到动态平衡;也可以是含有一定 量的吸附质的惰性流体通过吸附剂固定床层,吸附质流动相 和固定相中反复分配,最后在动态下达到稳定的动态平衡。
量随组分分压增加而上升。
IV类 能形成有限的多层吸附。开始吸
附量随着气体中组分分压的增加迅 速增大,曲线凸起,吸附剂表面形 成易于移动的单分子层吸附;而后 一段凸起的曲线表示由于吸附剂表 面建立了类似液膜层的多层分子吸 附;两线段间的突变,说明有毛细 孔的凝结现象。
0 p/p V类 曲线一开始就下凹,吸附质较难 图 13- 1 五 种 物 理 吸 附 等 温 线 被吸附,吸附量随气体中组分浓度 IV类、 V类 分别为 II
上式是在假定固体表面为均匀的,吸附层数可以是无 穷多的情况下推得的。但吸附剂是属多孔性固体,吸附 的层数有一定的限制,当假设吸附层数为n层时,则可得 三常数BET方程,如下所示:
VmCx 1 (n 1) x n nxn1 V [ ] n 1 1 x 1 (C 1) x Cx p x 0 p