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接觸時，流體中的一種或多種組分傳遞到多孔物質外表面和微孔內表面并附著在這些表面的過程。特點：常用于稀溶液的分離，操作條件溫和，適合于熱敏性物質的分離，可直接從其他分離過程或反應過程耦合，改善過程的動力學和熱力學關系，溶質和吸附劑之間的相互關系有時非常復雜。3Step1Step2Step3Step441.吸附分離原理及其分離常見的吸附類型及其主要特點w物理吸附物理吸附： 吸附作用力為分子間引力、無選擇性、無需高活化能、吸附層可以是單層，也可以是多層、吸附和解吸附

2、速度通常較快。w化學吸附化學吸附：吸附作用力為化學鍵合力，需要高活化能、只能以單分子層吸附，選擇性強、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與外來分子間的引力分子篩效應：分子篩效應：尺寸小于微孔孔徑的分子可以進入微孔而被吸附，比孔徑大的分子則被排斥在外通過微孔的擴散：通過微孔的擴散：氣體在多孔固體中的擴散微孔中的凝聚：微孔中的凝聚：毛細管效應導致多孔固體周圍的可凝縮氣體會在與器孔徑對應的壓力下在微孔中凝聚6理化指標理化指標7吸附分離過程分類：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82.常用吸附劑吸附劑的要求交換容量結構（多孔、立

3、體網狀）選擇性組成穩(wěn)定性結構、組成吸附劑的種類1）無機：硅膠、氧化鋁、磷酸鈣凝膠、沸石等2）有機：活性炭、（大孔）吸附樹脂、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，膜擴散控制；He1，顆粒擴散控制。Ve3.0，膜擴散控制；0.3Ve3.0，膜擴散與顆粒擴散同時作用。715.離子交換過程的設備與操作方式攪拌槽流化床固定床移動床間歇式半連續(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： 再生效果好，耗量可降低20%以上 低 出水水質明顯提高 原水水質適應范圍擴

4、大，對硬度較高原水仍能保證出水水質 中 再生廢液中再生劑有效濃度低 工作交換容量提高 高 操作較復雜從而使底部再生效果好及劑量低等 （以H型樹脂與含鈉鹽進行交換為例，即能降低鈉的泄漏）73746. 離子交換技術的應用 w軟水和去離子水的制備水的軟化機理RNa+ + Ca2+、Mg 2+ = RCa2 + 、 Mg2 + + Na + 水的軟化工藝過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程75762）鏈霉素 鏈霉素為強堿性抗生素 ，在pH48時穩(wěn)定。w 種類w 功能基團性質w 交聯(lián)度及其離子交換容量和穩(wěn)定性w 介質的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 功能基團性質w 交聯(lián)度及其離子交換容量和穩(wěn)定性w 介質的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)：1.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?2.離子交換樹脂的結構、組成？按活性基離子交換樹脂的結構、組成？按活性基團不同可分為那幾大類？團不同