第5章吸附與離子交換

1、1第第5章章 吸附與離子交換吸附與離子交換 5.1 吸附吸附5.2 離子交換離子交換25.1 5.1 吸附吸附吸附：指流體與固體多孔物質(zhì)接觸時(shí)，流體中的一種或多種組分傳遞到多孔物質(zhì)外表面和微孔內(nèi)表面并附著在這些表面的過(guò)程。特點(diǎn)： 常用于稀溶液的分離， 操作條件溫和，適合于熱敏性物質(zhì)的分離， 可直接從其他分離過(guò)程或反應(yīng)過(guò)程耦合，改善過(guò)程的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)關(guān)系，溶質(zhì)和吸附劑之間的相互關(guān)系有時(shí)非常復(fù)雜。3Step1Step2Step3Step441.吸附分離原理及其分離常見(jiàn)的吸附類型及其主要特點(diǎn)w物理吸附物理吸附： 吸附作用力為分子間引力、無(wú)選擇性、無(wú)需高活化能、吸附層可以是單層，也可以是多層、吸附和

2、解吸附速度通常較快。w化學(xué)吸附化學(xué)吸附：吸附作用力為化學(xué)鍵合力，需要高活化能、只能以單分子層吸附，選擇性強(qiáng)、吸附和解吸附速度較慢。5物理吸附選擇性吸附：選擇性吸附：固體表面的原子或基團(tuán)與外來(lái)分子間的引力分子篩效應(yīng)：分子篩效應(yīng)：尺寸小于微孔孔徑的分子可以進(jìn)入微孔而被吸附，比孔徑大的分子則被排斥在外通過(guò)微孔的擴(kuò)散：通過(guò)微孔的擴(kuò)散：氣體在多孔固體中的擴(kuò)散微孔中的凝聚：微孔中的凝聚：毛細(xì)管效應(yīng)導(dǎo)致多孔固體周圍的可凝縮氣體會(huì)在與器孔徑對(duì)應(yīng)的壓力下在微孔中凝聚6理化指標(biāo)理化指標(biāo)7吸附分離過(guò)程分類：變溫吸附分離變壓吸附分離變濃度吸附分離色譜吸附分離循環(huán)吸附分離技術(shù)82.常用吸附劑吸附劑的要求交換容量結(jié)構(gòu)（多

3、孔、立體網(wǎng)狀）選擇性組成穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、組成吸附劑的種類1）無(wú)機(jī)：硅膠、氧化鋁、磷酸鈣凝膠、沸石等2）有機(jī)：活性炭、（大孔）吸附樹(shù)脂、纖維素等92.1活性炭（Active carbon） 活性炭是常用的吸附劑，表面積約活性炭是常用的吸附劑，表面積約100 - 1000 m2 /g ，粒度，粒度1，膜擴(kuò)散控制；He1，顆粒擴(kuò)散控制。Ve3.0，膜擴(kuò)散控制；0.3Ve3.0，膜擴(kuò)散與顆粒擴(kuò)散同時(shí)作用。715.離子交換過(guò)程的設(shè)備與操作方式攪拌槽流化床固定床移動(dòng)床間歇式半連續(xù)式連續(xù)式72逆流再生固定床逆流再生固定床再生液飽和程度 特點(diǎn)： 再生效果好，耗量可降低20%以上 低 出水水質(zhì)明顯提高 原水水質(zhì)適應(yīng)

4、范圍擴(kuò)大，對(duì)硬度較高原水仍能保證出水水質(zhì) 中 再生廢液中再生劑有效濃度低 工作交換容量提高 高 操作較復(fù)雜從而使底部再生效果好及劑量低等 （以H型樹(shù)脂與含鈉鹽進(jìn)行交換為例，即能降低鈉的泄漏）73746. 離子交換技術(shù)的應(yīng)用 w軟水和去離子水的制備水的軟化機(jī)理RNa+ + Ca2+、Mg 2+ = RCa2 + 、 Mg2 + + Na + 水的軟化工藝過(guò)程去離子水的制備原理RH+ + ROH- + MeX = RMe + + RX - + H2O去離子水制備工藝過(guò)程75762）鏈霉素 鏈霉素為強(qiáng)堿性抗生素 ，在pH48時(shí)穩(wěn)定。w 種類w 功能基團(tuán)性質(zhì)w 交聯(lián)度及其離子交換容量和穩(wěn)定性w 介質(zhì)的pH值 w 離子交換劑的離子形式w 淋洗劑w 洗脫劑773）胰蛋白酶胰蛋白酶的等電點(diǎn)pI為10.1，在酸性條件下較穩(wěn)定 ，分子量為22400。w 種類 w 功能基團(tuán)性質(zhì)w 交聯(lián)度及其離子交換容量和穩(wěn)定性w 介質(zhì)的pH值 w 離子交換劑的離子形式w 淋洗劑w 洗脫劑78本章小節(jié)：作業(yè)：何謂離子交換法何謂離子交換法?一般可分為那幾種一般可分為那幾種?離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)、組成？按活性基離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)、組成？按活性基團(tuán)不同可分為那幾大類