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文檔簡(jiǎn)介

第二章吸附

分離

12.1

吸附的類型

2.1.1吸附在相界面上,物質(zhì)的濃度自動(dòng)發(fā)生累積或濃集的現(xiàn)象。

固—液界面上的吸附:吸附劑:具有吸附能力的多孔性固體物質(zhì)。

吸附質(zhì):廢水中被吸附的物質(zhì)。

2吸附機(jī)制:固體表面分子(或原子)處于特殊的狀態(tài)。固體內(nèi)部分子所受的力是對(duì)稱的,故彼此處于平衡。但在界面分子的力場(chǎng)是不飽和的,即存在一種固體的表面力,它能從外界吸附分子、原子、或離子,并在吸附表面上形成多分子層或單分子層。3

2.1.2吸附的分類

1.物理吸附:靠分子間力產(chǎn)生的吸附,可吸附多種吸附質(zhì),可形成多分子吸附層。吸附━解吸是可逆過程,在低溫下就能吸附。2.化學(xué)吸附:由化學(xué)鍵力引起的吸附,吸能形成單分子吸附層,并具有選擇性,同時(shí)是不可逆的,在高溫下才能吸附。上面二種吸附往往是相伴發(fā)生,而不能嚴(yán)格分開,是幾種吸附綜合作用的結(jié)果,可能存在以某種吸附為主。

45硅藻土過濾機(jī)6

2.1.3吸附劑主要有活性炭、磺化煤、沸石、硅藻土、焦炭、木炭等。1、活性炭的制造

高溫炭化活化,800~900℃木材、煤、果殼炭渣活性炭

隔絕空氣,600℃活化劑:ZnCl2

蒸汽高溫活化粉末狀活性炭粒狀活性炭(園柱狀、球狀),粒徑2~4mm棒狀活性炭:Φ50mm,L=255mm

7

2.活性炭的細(xì)孔構(gòu)造和分布

1.比表面積每g活性炭所具有的表面積?;钚蕴康谋缺砻娣e為:500~1700m2/g,99.9%的表面積,在多孔結(jié)構(gòu)顆粒的內(nèi)部。2.細(xì)孔構(gòu)造·小孔:<2nm,0.15~0.90mL/g,占比表面積的95%以上,起吸附作用,吸附量以小孔吸附為主。8

·過渡孔:2~100nm,0.02~0.10mL/g,占比表面積<5%,吸附量不大,起吸附作用和通道作用?!ご罂祝?00~1000nm,0.2~0.5mL/g,占比表面積很小,吸附量小,提供通道。

910吸附劑的性能表征化學(xué)成分材料結(jié)構(gòu)比表面積:?jiǎn)挝毁|(zhì)量物體所具有的表面積(m2/g)

測(cè)量方法:BET法

一般采用B.E.T(Brunueer-Emmett-Teller)法:在液氮溫度下(-196°C),用吸附劑吸附氮?dú)猓谖絼┍砻嫘纬蓡畏肿游綄?,測(cè)定氮?dú)獾奈襟w積vm(cm3/g),計(jì)算比表面積a(cm2/g): N-阿弗加德羅常數(shù),s-被吸附分子的橫截面積,在-196°C氮?dú)夥肿拥膕=1.6210-15cm2。11平均孔徑、或平均粒度,及其分布,孔隙率測(cè)量方法:壓汞法孔徑及分布測(cè)定

吸附劑的孔徑及分布可采用水銀壓入法,利用汞孔度計(jì)測(cè)定。當(dāng)壓力升高時(shí),水銀可進(jìn)入到細(xì)孔中,壓力p與孔徑d的關(guān)系為 -水銀的表面張力(0.48N/m2),-水銀與細(xì)孔壁的接觸角(=140°)。通過測(cè)定水銀體積與壓力之間的關(guān)系即可求出孔徑的分布情況。1213生物活性碳(BiologicalActivatedCarbon)生物活性碳法是利用活性炭為載體,使炭在處理廢水過程中炭表面上生成生物膜,產(chǎn)生活性炭吸附和微生物氧化分解有機(jī)物的協(xié)同作用的廢水生物處理過程。此法提高了對(duì)廢水中有機(jī)物的去除率,增加了對(duì)毒物和負(fù)荷變化的穩(wěn)定性,改善了污泥脫水及消化的性能,延長(zhǎng)了活性炭的使用壽命,是一種以生物處理為主,同時(shí)具有物化處理特點(diǎn)的一項(xiàng)生物處理新技術(shù)。142.2吸附等溫線與吸附速度

2.2.1吸附平衡

1.定義

當(dāng)吸附質(zhì)的吸附速率=解吸速率(即V吸附=V解吸),即在單位時(shí)間內(nèi)吸附數(shù)量等于解吸的數(shù)量,則吸附質(zhì)在溶液中的濃度C與在吸附劑表面上的濃度都不再變時(shí),即達(dá)到吸附平衡,此時(shí)吸附質(zhì)在溶液的濃度C叫平衡濃度。

15

2.吸附量q(g/g)衡量吸附劑吸附能力的大小,達(dá)到吸附平衡時(shí),單位重量的吸附劑(g)所吸附的吸附質(zhì)的重量(g)。

(10-1)式中:V—廢水容積;W—活性炭投量,gC0—廢水吸附質(zhì)濃度(g/L)C—吸附平衡時(shí)水中剩余的吸附質(zhì)濃度(g/L)—平衡濃度q=f(C、T),當(dāng)T不變時(shí),即T恒定,則q=f(C),叫吸附等溫線。

16

3.吸附等溫線

在一定T下,q隨平衡濃度C變化的曲線(q=f(C))叫吸附等溫線。用數(shù)學(xué)公式描述則叫吸附等溫式。4.吸附等溫式(三種)朗謬爾公式表示I型吸附等溫線的有費(fèi)蘭德利希公式表示II型吸附等溫線的有BET公式

17

1.朗謬爾公式:

(10-2)取倒數(shù)式:

(10-3)2.費(fèi)蘭德利希經(jīng)驗(yàn)公式:

(10-4)

18

適于中等濃度吸附式中:K、n——常數(shù);C——吸附質(zhì)平衡濃度(g/L)q——吸附量取對(duì)數(shù):(10-5)1/n越小,吸附性能越好,1/n=0.1~0.5,容易吸附;1/n>2,則難吸附。1/n較大則采用連續(xù)吸附,反之采用間歇吸附。

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3.BET公式(多層吸附)

(10-6)式中:qo—單分子吸附層的飽和吸附量,g/gCs—吸附質(zhì)的飽和濃度,g/LB—常數(shù);C—平衡濃度,g/L

2021

BET公式可以適應(yīng)更廣泛的吸附現(xiàn)象?!搅縬是選擇吸附劑和吸附設(shè)備的重要參數(shù),q決定吸附劑再生周期的長(zhǎng)短,q越大,再生周期越長(zhǎng),再生劑用量及其費(fèi)用越小。q通過吸附試驗(yàn)來確定。

22

取倒數(shù):(10-7)BET公式包括了朗謬爾公式:設(shè),且C<<Cs,則BET公式可寫成:令a=1/m,b=qo

……朗謬爾式

23

2.2.2吸附速度

,單位:

吸附速度V決定了廢水和吸附劑的接觸時(shí)間,V越大,則接觸時(shí)間越短,所需設(shè)備容積就越小,反之亦然。

24

吸附過程一般分為3個(gè)階段:

1.液膜擴(kuò)散(顆粒外部擴(kuò)散)階段2.顆粒內(nèi)部擴(kuò)散階段3.吸附反應(yīng)階段:吸附質(zhì)被吸附在細(xì)孔內(nèi)表面上。吸附反應(yīng)速度非???,V主要取決于第I、II階段速度,而顆粒外部擴(kuò)散速度(液膜擴(kuò)散)U=f(c、d、攪動(dòng))25

溶液濃度C↑,則U↑顆粒直徑d↓,則U↑加強(qiáng)攪動(dòng),則U↑而顆粒內(nèi)部擴(kuò)散速度V=f(細(xì)孔大小與構(gòu)造,吸附質(zhì)的d)吸附劑顆粒直徑d↓,V↑。d的大小對(duì)內(nèi)、外部擴(kuò)散都有很大影響,d↓,V↑。所以,粉末狀活性炭比粒狀活性炭的吸附速度要快,接觸時(shí)間短,設(shè)備容積小。

26

2.2.3吸附的影響因素1.吸附劑的性質(zhì):吸附劑的種類、顆粒大小、比表面積,顆粒的細(xì)孔構(gòu)造與分布、吸附劑是否是極性分子等。2.吸附質(zhì)的性質(zhì):(1)溶解度:越低越容易吸附,具有較大的影響。(2)使液體表面自由能W降低得越多的吸附質(zhì)則越容易被吸附。27

(3)極性:極性吸附劑易吸附極性的吸附質(zhì)。

(物以類聚)非極性吸附劑易吸附非極性的吸附質(zhì)。(4)吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度?;钚蕴浚阂孜椒肿又睆捷^大的飽和化合物合成沸石:易吸附分子直徑小的不飽和化合物(5)吸附質(zhì)的濃度較低時(shí),提高C可增加吸附量。以后C↑,q增加很小,直至為一定值。

28

3.廢水的pH值活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中吸附效果較好。4.共存物質(zhì):對(duì)于物理吸附,共存多種物質(zhì)時(shí)的吸附比單一物質(zhì)時(shí)的吸附要差。5.溫度:對(duì)于物理吸附,T高則不利,吸附量減少。6.接觸時(shí)間:應(yīng)保證吸附達(dá)到平衡時(shí)的時(shí)間,而該時(shí)間的大小取決于吸附速度V,V大則所需時(shí)間短。292.3吸附操作方式2.3.1靜態(tài)吸附使廢水與吸附劑攪拌混合,而廢水沒有自上而下流過吸附劑的流動(dòng),這種吸附操作叫靜態(tài)吸附。2.3.2動(dòng)態(tài)吸附廢水通過吸附劑自上向下流動(dòng)而進(jìn)行吸附。30

1.吸附設(shè)備(1)固定床:吸附劑在床中是固定的,廢水自上而下流過吸附劑。單床式、多床串聯(lián)式、多床并聯(lián)式。按水流方向又可分:升流式與降流式。(2)移動(dòng)床:接近飽和的吸附劑從塔底間歇排出,每次卸出總填充量的(5~20)%,同時(shí)從塔頂投加等量再生炭或新炭。(3)流化床:吸附劑在塔內(nèi)處于膨脹狀態(tài)。

31

2.穿透曲線(1)吸附帶:指正在發(fā)生吸附作用的那段填充層,在吸附帶下部的填充層幾乎沒有發(fā)生吸附作用,而在吸附帶上部的填充層已達(dá)到飽和狀態(tài),不再起吸附作用。(2)穿透曲線:以吸附時(shí)間或吸附柱出水總體積為橫坐標(biāo),以出水吸附質(zhì)濃度為縱坐標(biāo)所繪制出的曲線叫穿透曲線。(3)穿透點(diǎn):當(dāng)出水吸附質(zhì)濃度Ca為(0.05~0.10)Co時(shí)所對(duì)應(yīng)的出水總體積或吸附時(shí)間的穿透曲線上的那一點(diǎn)叫穿透點(diǎn)。32

(4)吸附終點(diǎn):出水濃度Cb為(0.90~0.95)Co時(shí)所對(duì)應(yīng)的出水總體積的穿透曲線上的那一點(diǎn)叫吸附終點(diǎn)(耗竭點(diǎn))。(5)吸附帶長(zhǎng)度δ:從ta到tb的△t時(shí)間內(nèi),吸附帶所移動(dòng)的距離叫吸附帶長(zhǎng)度δ(6)吸附帶的移動(dòng)速度V吸附帶=δ/△t<<VL(2~10m/h)33

(7)無明顯吸附帶時(shí),多柱串聯(lián)試驗(yàn)繪制穿透曲線:將4~6根柱串聯(lián)起來,見圖10-1。填充層總高度為3~9m,在不同高度處設(shè)取樣口,首先從第一個(gè)柱進(jìn)水,依次通過第2、3、4柱。當(dāng)?shù)?柱出水C1=(0.9~0.95)Co時(shí),停止向第1柱進(jìn)水,將1柱從系統(tǒng)中脫離出來進(jìn)行再生,將備用柱5接在系統(tǒng)柱4之后,此時(shí)原水通入第2柱,待第二柱出水濃度C2=(0.9~0.95)Co時(shí),停止向第2柱進(jìn)水,將第2柱從系統(tǒng)中脫離開進(jìn)行再生,并將再生好的柱1接于柱5之后,此時(shí)原水通入第3柱。以此類推進(jìn)行連續(xù)吸附操作。

34

各柱的吸附量相等時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)(面積A=面積B)視為達(dá)到了穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。面積A為圖10-1中第1條曲線與第2條曲線所包含的面積,面積B為第2條曲線與第3條曲線所包含的面積。35多柱串聯(lián)吸附操作36

3.吸附容量的利用。當(dāng)吸附柱出水濃度達(dá)到穿透時(shí),但此時(shí)吸附柱內(nèi)的吸附劑并未完全飽和,仍能吸附相當(dāng)數(shù)量的吸附質(zhì),直至出水濃度等于Cb(吸附終點(diǎn))為止。這部分吸附容量應(yīng)該充分利用。也即是充分利用吸附帶的吸附容量。

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(1)采用多床串聯(lián)操作(圖10-2)I—II—III串聯(lián)運(yùn)行;II—III—Ⅳ串聯(lián)運(yùn)行III—Ⅳ—I串聯(lián)運(yùn)行。

38

(2)采用升流式移動(dòng)床操作(圖10-3)從底部排出的吸附劑都是接近飽和的,從而充分利用了吸附劑的吸附容量。3940流化床吸附原水由底部升流式通過床層,吸附劑由上部向下移動(dòng)。由于吸附劑保持流化狀態(tài),與水的接觸面積增大,因此設(shè)備小而生產(chǎn)能力大,基建費(fèi)用低。

流化床操作控制要求高,為防止吸附劑全塔混層,以充分利用吸附容量并保證處理效果,塔內(nèi)吸附劑采用分層流化。所需層數(shù)根據(jù)吸附劑的靜活性、原水水質(zhì)水量等決定。4142

2.3.3吸附劑的再生用某種方法將被吸附的物質(zhì),從吸附劑的細(xì)孔中除去,以達(dá)到能重復(fù)使用的目的。1.加熱再生法:由脫水、干燥、炭化,活化、冷卻等5步組成2.藥劑再生法:無機(jī)酸或NaOH,有機(jī)溶劑(苯、丙酮等)3.化學(xué)氧化法:電解氧化法,O3氧化法,濕式氧化法。4.生物法:利用微生物的作用,將被活性炭吸附的有機(jī)物加以氧化分解。4344種類處理溫度主要條件加熱再生加熱脫附高溫加熱再生(炭化再生)100~200750~950℃(400~500℃)水蒸氣、惰性氣體水蒸氣、燃燒氣體、CO2藥劑再生無機(jī)藥劑有機(jī)藥劑(萃?。┏亍?0℃常溫~80℃HCl、H2SO4、NaOH、氧化劑有機(jī)溶劑(笨、丙酮、甲醇等)生物再生溫式氧化分解電解氧化常溫180~220℃、加壓常溫好氣菌、厭氣菌O2、空氣、氧化劑O2表7-2吸附劑再生方法

452.4吸附塔的設(shè)計(jì)2.4.1博哈特——亞當(dāng)斯計(jì)算法1.博哈特——亞當(dāng)斯方程式(10-8)

式中:t——工作時(shí)間,h;V——線速度,即空塔速度,m/h;h——炭層高度,m;Co——進(jìn)水吸附質(zhì)濃度,kg/m3Ce——出水吸附質(zhì)允許濃度,kg/m3K——速率系數(shù),m3/(kg·h);No——吸附容量,即達(dá)到飽和時(shí)吸附劑的吸附量(kg/m3)。

46

>>1,上式等號(hào)右邊括號(hào)內(nèi)的1可忽略不計(jì),則工作時(shí)間t:

(10-9)

臨界高度ho:當(dāng)t=0時(shí),保證出水吸附質(zhì)濃度C不超過Ca(穿透濃度)時(shí)的吸附劑層的理論高度

(10-10)

ho即吸附帶高度,ho↓吸附反應(yīng)越快。47

2.模型試驗(yàn)——求臨界高度ho

48

截距:;;;線速度(m/h);以不同的V進(jìn)行上述試驗(yàn),將不同V時(shí)的No、K、ho作圖,可分別得出K—V、No—V、ho—V三條曲線。

49

50

3.吸附塔設(shè)計(jì)已知廢水設(shè)計(jì)流量Q(m3/h),原水吸附質(zhì)濃度Co,出水吸附質(zhì)允許濃度Ce。(1)吸附工作時(shí)間t——吸附柱出水達(dá)到穿透點(diǎn)的時(shí)間,線速度

(m/h)查圖得出K、No、ho

(小時(shí))(10-11)

51

(2)活性炭每年更換次數(shù)n(吸附劑再生次數(shù))(次/a)(10-12)(3)活性炭年消耗量W(m3/a)(10-13)(4)吸附質(zhì)年去除量G(kg/a):,Co、Ce均以mg/L為單位(kg/a)(10-14)

52

(5)吸附效率E(10-15)式中:No——達(dá)到飽和時(shí)吸附劑的吸附量,(kg/m3)h——炭層高度;ho——臨界高度則:(10-16)

53例題某紡織廠在合成高聚合物后,洗滌水采用活性炭吸附處理。處理水量(Q)為150m3/h,原水平均CODCr為90mg/L,出水CODCr要求小于30mg/L.試根據(jù)下列設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算活性炭吸附塔的基本尺寸。(1)該活性炭的吸附量q=0.12gCOD/g碳(2)廢水在塔中的下降流速v2=6m/h(3)接觸時(shí)間t=40min(4)碳層密度ρ=0.43t/m354

2.4.2通水倍數(shù)法按穿透時(shí)每kg吸附劑所通過的廢水的體積(m3)計(jì)算。55設(shè)計(jì)吸附容量的通水倍數(shù):?jiǎn)挝恢亓康奶靠商幚淼乃?。若采用單柱吸附,則處理水量為Va,通水倍數(shù)為Va/M;若采用多柱串聯(lián),則每柱可處理水量增加到Vb,通水倍數(shù)為增加為Vb/M。到達(dá)吸附終點(diǎn)時(shí),去除的溶質(zhì)總量相當(dāng)于穿透曲線與過C0點(diǎn)的水平線之間的面積,可用圖解積分求出:

(11-29)56設(shè)計(jì)若為多柱串聯(lián),則串聯(lián)級(jí)數(shù)為:

(11-30)(11-31)5758習(xí)題某石油化工廠擬采用活性炭吸附法對(duì)煉油廢水進(jìn)行處理。處理水量為Q=800m3/h,進(jìn)水COD濃度為C0=100mg/L,要求出水的CODCr濃度為Ce=30mg/L.試根據(jù)下列數(shù)據(jù)計(jì)算吸附塔的主要工藝尺寸(采用間歇式固定床吸附塔)。(1)通水倍數(shù)w=6.0m3/kg(2)空塔速度v=10m/h(3)接觸時(shí)間t=30min(4)碳層密度ρ=430kg/m3592.4.3吸附法在廢水處理中的應(yīng)用1.活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附特別適合于難降解的有機(jī)物和用一般方法難以去除的溶解性有機(jī)物——用吸附實(shí)驗(yàn)確定去除率。60

2.對(duì)無機(jī)物的吸附活性炭對(duì)金屬具有很強(qiáng)的吸附能力。3.廢水吸附法處理實(shí)例。(1)染料化工廢水處理。(2)鐵路貨車洗刷廢水處理。(3)火藥(TNT)化工廢水處理。614、某工業(yè)廢水?dāng)M用活性炭A和B吸附有機(jī)物(以BOD表示),經(jīng)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)獲得如表3-1中的平衡數(shù)據(jù),試求兩種炭的吸附等溫式,并選擇活性炭的種類,說明選擇的主要依據(jù)是什么?62表3-1吸附平衡數(shù)據(jù)(1L廢水樣中加入活性炭1g)廢水初始濃度(mg/L)平衡濃度(mg/L)活性炭A平衡濃度(mg/L)活性炭B100.520.5201.21.05402.92.38011.15.916030.022.232080.160.263

5、活性炭吸附試驗(yàn)結(jié)果如下:(1)求弗羅德利希(Freundlich)吸附公式的K和n值。燒杯編號(hào)活性炭量(mg)平衡濃度(mg/L)(mg/mg)1075.0—25044.00.124310030.00.089420017.50.057555006.70.027268003.90.0177710003.00.014464處理能力,m3/d1859567720378.516000除去的污染物染料殺蟲劑酚多元醇煉油廢水COD進(jìn)水中有機(jī)物濃度,mg/L20050—200400—2500700250出水濃度,mg/L無顏色酚<1<1≤2<30流速,m3/min1.320.360.50.2611接觸時(shí)間,min40--44537520—2450活性炭規(guī)格,mm12×4012×4O8×308×30活性炭用量,m356.68噸/塔36.8384--578(kg/d)260噸吸附床(池)尺寸,mφ2.9φ2.44×10.7(2個(gè))φ3.25×9.3φ1.2×4.63.6×3.6×7.8裝置類型升沉式移動(dòng)床升流式移動(dòng)床串聯(lián)降流固定床升流式移動(dòng)床降流式吸附濾池表7-4部分工業(yè)廢水吸附處理實(shí)例65思考題1、何謂吸附等溫線?常見的吸附等溫線有哪幾種類型?吸附等溫式有哪幾種形式及應(yīng)用場(chǎng)合如何?2、什么叫生物活性炭法,有什么特點(diǎn)?3、什么物質(zhì)易為活性炭吸附?什么物質(zhì)難于被吸附?4、何謂吸附帶與穿透曲線?吸附帶的吸附容量如何利用?66常見吸附分離(吸附劑)●活性炭和分子篩●巰基棉纖維和泡沫塑料●大孔性吸附樹脂

●硅膠、氧化鋁等吸附劑●納米材料●殼聚糖●磁微球等67活性炭分離

活性炭是常用的吸附劑,表面積約100~1000m2/g,粒度<90m應(yīng)占97%以上?;钚蕴渴且环N非極性吸附劑,較易吸附極性較小的分子。在分析上,活性炭可用來吸附、氣體有機(jī)物,也可以在多元素富集中作為痕量載體應(yīng)用。活性炭的吸附速度一般較快,通常只要把活性炭與試液共振蕩3-5分鐘,接著用濾紙過濾,即可定量吸附待測(cè)成分。68活性炭的預(yù)處理分別用48%HF,12MHCl洗滌,除去雜質(zhì)。定量分離時(shí)應(yīng)做空白實(shí)驗(yàn)。I

精制有機(jī)物常用活性炭脫色I(xiàn)I

高純金屬微量雜質(zhì)的分離分析69分子篩分離

分子篩是一種晶態(tài)的金屬硅鋁酸鹽礦物。它具有高度選擇性吸附性能,是由于其結(jié)構(gòu)形成許多與外部相通的均一微孔。凡是比分子篩孔徑小的分子可通入孔道中,而較大者則留在孔外,借此篩分各種分子大小不同的混合物。分子篩主要用于氣態(tài)物的分離和有機(jī)溶劑痕量水的除去。實(shí)驗(yàn)室一般采用4-5A的分子篩。70巰基棉纖維分離

巰基棉可以定量吸附水溶液中多種微量重金屬離子和某些非金屬離子,具有富集倍數(shù)大、吸附效率高、吸附速度快、選擇性強(qiáng)、解脫性能好、制備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便和易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。71巰基纖維素的制備

巰基棉纖維是將巰基(HS-)連接在棉花的大分子鏈上而制成。它的吸附性能取決于棉花纖維比表面上巰基的數(shù)量。制備方法:20ml硫代乙醇加上14ml乙酸,混勻,低加2滴濃硫酸,混勻并冷至室溫,在加上4脫脂棉浸濕,并于室溫(25℃)下放置24小時(shí),分別用自來水、蒸餾水洗至中性,擠干水,放入37-38℃烘箱中晾干,密閉、避光和低溫下保存。72巰基纖維素的吸附性能巰基棉纖維對(duì)各種金屬元素的結(jié)合能力有著明顯的差異,其強(qiáng)弱順序基本上符合軟硬酸堿原則:Pt(Ⅱ)-Pd(Ⅱ)>Au(Ⅲ)-Se(Ⅳ)>Te(Ⅳ)>As(Ⅲ)>Hg(Ⅱ)-Ag(Ⅰ)>Sb(Ⅲ)>Bi(Ⅲ)>Sn(Ⅱ)>CH3Hg+>In(Ⅲ)-Pb(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Zn(Ⅱ)巰基棉對(duì)堿金屬、堿土金屬無親和性;而對(duì)親硫元素吸附性能好。各種親硫的金屬成分可與較高濃度的K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Fe3+、Mn2+、Cr3+分離。73應(yīng)用水、糧食和土壤中W的測(cè)定微分脈沖極譜催化波法,Mo有干擾??刂苝H2-7試液流過巰基棉,W被定量吸附,用6NHNO3洗脫后測(cè)定。化學(xué)發(fā)光測(cè)定水、血液和礦石中CoHg(Ⅱ)、Bi(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)干擾Co的化學(xué)發(fā)光測(cè)定。在pH4條件下,讓試液流過巰基棉,干擾離子被吸附,流出液可直接測(cè)定。

74聚氨酯泡沫塑料

泡沫塑料廣泛用于各種介質(zhì)中痕量無機(jī)及有機(jī)化合物的富集分離,即它們可在稀溶液中選擇吸附多種有機(jī)和無機(jī)化合物,如油、苯、三氯甲烷、苯酚以及I2、Hg(Ⅱ)、Au(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)、Tl(Ⅲ)、Re(Ⅲ)、Mo(Ⅵ)、U(Ⅵ)等。75聚氨基甲酸乙酯泡沫塑料對(duì)Au、Tl的吸附聚氨基甲酸乙酯泡沫塑料由于含有聚醚氧結(jié)構(gòu),適宜于接受1,2價(jià)絡(luò)陰離子,它的吸附類似于陰離子交換樹脂的行為,有較好的選擇性。等以離子形式存在時(shí),幾乎不被泡塑吸附,只有以(MeX4)-型絡(luò)離子時(shí),泡塑吸附才有可能。環(huán)境樣品中有機(jī)污染物的富集

聚氨酯類泡沫可用于富集痕量有機(jī)污染物,如空氣中PAHs,或水中的PAHs、有機(jī)殺蟲劑和苯酚等。

76大孔性吸附樹脂大孔性樹脂的特性大孔吸附樹脂是一種不含交換基團(tuán)的,具有大孔結(jié)構(gòu)的高分子吸附劑。這是一種新型的介于離子交換樹脂和活性炭之間的優(yōu)良吸附劑。通常大孔性樹脂是聚苯乙烯和二乙烯苯的共聚物,它們具有多孔性的巨大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。77大孔吸附樹脂具有吸附容量大、選擇性好、易于解吸、機(jī)械強(qiáng)度高、再生處理簡(jiǎn)便、吸附速度快等優(yōu)點(diǎn),特別適用于從水溶液中分離低極性或非極性化合物。78大孔吸附樹脂的應(yīng)用

XAD--2對(duì)PAH’s、烷基苯、農(nóng)藥和除莠劑的富集GDX-101對(duì)污水中吡啶堿硝基物苯胺類等微量有機(jī)化合物吸附效果很好,再用CS2萃取洗脫進(jìn)行GC--FID分析可滿足排放污水監(jiān)測(cè)要求。氨基糖甙樣品脫鹽:將堿性水溶液的氨基糖甙,通過大孔吸附樹脂,氨基糖甙能形成集中的吸附帶,而鹽溶液則快速通過樹脂柱,去鹽后可用(10-20)%的含水醇或丙酮洗脫吸附物。冬蟲夏草有效成分的吸附分離:H-103吸附樹脂對(duì)核苷類化合物和芳香性氨基酸而與糖類和非芳香性氨基酸分離79納米分離富集材料分析科學(xué)學(xué)報(bào),2000,16(4):300“納米二氧化鈦分離富集和ICP-AES測(cè)定水樣中Cr(Ⅲ)/Cr(Ⅵ)”

納米材料是近年來受到廣泛重視的新興材料,納米粒子的粒徑在1-100nm之間,屬于原子簇與宏觀物體交界的過渡狀態(tài),它既非典型的微觀體系,又非典型的宏觀體系,具有一系列新異的物理化學(xué)特性,具備一些優(yōu)于傳統(tǒng)材料的特殊性能。其中一點(diǎn)是隨著粒徑的減少,表面原子數(shù)迅速增大,表面積、表面能和表面結(jié)合能都迅速增大,表面原子周圍缺少相鄰的原子,具有不飽和性,易于其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來,因而具有很大的化學(xué)活性。80

研究表明,納米材料對(duì)許多過渡金屬離子具有很強(qiáng)的吸附能力,且具有較高的選擇性,是痕量元素分析較為理想的分離富集材料。

在pH6.5條件下,納米二氧化鈦對(duì)溶液中的Cr(Ⅲ)選擇性吸附,通過ICP-AES測(cè)定對(duì)水樣Cr進(jìn)行形態(tài)分析。二氧化鈦為兩性化合物,在中性或弱堿性條件下帶負(fù)電,它可以選擇性地吸附Cr3+,而Cr(Ⅵ)以酸根離子存在不被吸附。問題:富勒烯可以作為分離富集材料嗎?81殼聚糖吸附脫乙?;?、衍生2、配位

殼聚糖中的-NH2基非?;顫姡芍苯优c金屬離子發(fā)生螯合,同時(shí)-OH基也具有活性功能,也可以與金屬離子發(fā)生作用。82

甲殼素(Chitin)是一種線性氨基多糖,廣泛存在于節(jié)足動(dòng)物類(蜘蛛類、甲殼類)的翅膀或外殼中。甲殼素的化學(xué)名為β-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡聚糖,也稱為聚(N-乙?;模咸前罚?。由于-O…H-O-型及-O…H-N-型氨鍵的作用,使甲殼素大分子間存在有序結(jié)構(gòu)。殼聚糖(Chitosan簡(jiǎn)稱CS)是由甲殼素經(jīng)脫乙?;磻?yīng)轉(zhuǎn)化變成的分子量為12~59萬的生物大分子。殼聚糖的化學(xué)名為聚(1,4)-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖。其分子鏈中因脫乙酰基不完全通常含有2-乙酰氨基葡萄糖和2-氨基葡萄糖兩種結(jié)構(gòu)單元。83

由于甲殼素、殼聚糖

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