吸附基本概念及常見(jiàn)吸附劑.ppt

吸附：物質(zhì)在相界面上濃度自動(dòng)發(fā)生變化的象稱之為吸附。吸附劑：能于表面吸附某種物質(zhì)而降低自身表面能、而且其吸附容量達(dá)到具有實(shí)用價(jià)值的固體物質(zhì)。,一、吸附脫色機(jī)理,(1)物理吸附靠吸附劑和色素分子間的范德華引力，不需要活化能，無(wú)選擇性，吸附物在吸附劑表面上可以是單分子層，也可以是多分子層。吸附放出的熱量較小，吸附速度和解吸速度都較快，易達(dá)到吸附平衡狀態(tài)。一般在低溫下進(jìn)行的吸附。,1吸附劑表面的吸附,(2)化學(xué)吸附,吸附劑內(nèi)部的原子所受的引力是對(duì)稱的，使引力場(chǎng)達(dá)到飽和狀態(tài)，而表面上的原子，尤其是超微凹凸表面上的原子，所受到的引力是不對(duì)稱的，即表面分子有剩余價(jià)力(表面自由能)。剩余價(jià)力有吸附某種物質(zhì)而降低表面能的傾向。這時(shí)被吸附物和吸附劑之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移或形成共用電子時(shí)，就象進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，稱為化學(xué)吸附。,當(dāng)吸附物平衡濃度一定時(shí)，吸附量隨溫度而變化：溫度很低時(shí)，主要以物理吸附為主，由于物理吸附過(guò)程是放熱的，因此吸附量隨溫度升高而降低；溫度升到一定值后，物理吸附量繼續(xù)下降，而化學(xué)吸附加快，此時(shí)以化學(xué)吸附為主，總吸附量是增加的；化學(xué)吸附也是放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值以后，吸附量反而會(huì)下降。,2.吸附等溫線,吸附等溫曲線是指在一定溫度下溶質(zhì)分子在兩相界面上進(jìn)行的吸附過(guò)程達(dá)到平衡時(shí)它們?cè)趦上嘀袧舛戎g的關(guān)系曲線。食品中的吸附等溫線：在一定溫度下，反映食品物料中水分活性與水分含量關(guān)系的平衡曲線稱為吸附等溫線,3等溫吸附經(jīng)驗(yàn)公式,（1）弗羅因德利希(Freundlich)經(jīng)驗(yàn)式形式=x/m=kpn式中，m為吸附劑質(zhì)量，x為被吸氣體物質(zhì)的量或指定狀態(tài)下的體積；n和k是兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)（2）油脂吸附脫色經(jīng)驗(yàn)公式（弗蘭德里胥吸附等溫式）,式中：X被吸附組分量（Kg）m吸附劑量（Kg）V待脫色油的體積（l）C1被吸附組分在待脫色油中的濃度（Kg/l）C2被吸附組分在脫色油中的殘留濃度（Kg/l）C吸附平衡時(shí)被吸附組分在油中的殘留濃度（Kg組分/Kg油）K吸附常數(shù)吸附特點(diǎn)常數(shù)（一般為0.44）若將式5-1取對(duì)數(shù)，則得到一直線方程式（式5-2）：,式5-1表達(dá)的直線稱之為吸附等溫線，直線之截距為K值，其斜率為1/n。要衡量色度的單位能夠累積，并與油中色素的濃度成正比，即可由弗蘭德里胥公式確定K和1/n。,學(xué)名膨潤(rùn)土，主要組分“蒙脫土”Al4Si8O20(OH)4nH2O。懸浮液的pH值56，又稱酸性白土。呈微孔晶體或無(wú)定形結(jié)構(gòu)，比表面積比其他粘土大得多，有一定活性，但脫色系數(shù)較低吸油率也較高,二、吸附劑的種類1.天然漂土,2.活性白土,以膨潤(rùn)土為原料經(jīng)處理加工成。活性白土的加工由開(kāi)礦、粗碎、酸活化、水洗、干燥、碾磨、過(guò)篩等工序制成?；钚园淄翆?duì)色素，尤其是葉綠素及其他膠性雜質(zhì)吸附能力很強(qiáng)，對(duì)于堿性原子團(tuán)和極性原子團(tuán)吸附能力更強(qiáng)。油脂經(jīng)白土脫色后，會(huì)殘留少許土腥味，可在脫臭過(guò)程除去。,3.活性炭,活性炭是由木屑、蔗渣、谷殼、硬果殼等炭化后，再經(jīng)化學(xué)或物理活化處理而成。主要成分碳含量9098%，密度為1.92.1t/m3，松密度為0.080.45t/m3，具有疏松的孔隙，比表面積大，脫色系數(shù)高，并具有疏水性，能夠吸附高分子物質(zhì)。,活性炭的應(yīng)用極其廣泛，其用途幾乎涉及所有的國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門和人們?nèi)粘Ｉ睿缢|(zhì)凈化、黃金提取、糖液脫色、藥品針劑提煉、血液凈化、空氣凈化、人體安全防護(hù)等。,4.沸石,多系火山玻璃的熔解或水解作用而成斜發(fā)沸石礦床，經(jīng)采礦、篩選、碾磨、篩分即得沸石吸附劑。主要組成：二氧化硅、氧化鋁。沸石的特點(diǎn)是具有分子篩的作用，它有均勻的孔徑，如3A0、4A0、5A0、10A0細(xì)孔。有4A0孔徑的4A0沸石可吸附甲烷、乙烷，而不吸附三個(gè)碳以上的正烷烴。它已廣泛用于氣體吸附分離、氣體和液體干燥以及正異烷烴的分離。,5.凹凸棒土,又稱坡縷石（Palygorskite）或坡縷縞石，是一種具鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物。其結(jié)構(gòu)屬2：1型粘土礦物。在每個(gè)2：1單位結(jié)構(gòu)層中，四面體晶片角頂隔一定距離方向顛倒，形成層鏈狀。在四面體條帶間形成與鏈平行的通道，通道橫斷面約3.7*6.3A。通道中充填沸石水和結(jié)晶水，見(jiàn)凹凸棒石粘土晶體結(jié)構(gòu)圖。,加工后的凹凸棒石粘土制品是較為理想的吸附劑、食品加工助劑和食品添加劑，可取代活性炭。它不僅能脫色，還可除臭除味，除重金屬離子和致癌物質(zhì)，還具有一定的選擇性，這就為生產(chǎn)提供了便利，它可作冰箱除臭劑、污水處理劑、家用凈水器、油脂精煉脫色劑，效果極為明顯，在醫(yī)藥上可作藥物的填料、載體、添加劑、粘結(jié)劑。,6.硅藻土,硅藻土的化學(xué)成分主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等和有機(jī)質(zhì)。純度較好的硅藻土呈白色，一般為淺灰色或淡紅褐色，主要化學(xué)成分為二氧化硅，。,7.硅膠,硅膠的主要成分為SiO2（含量為92%94%），其余為水分，呈多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的吸附能力。常用于氣體或液體的干燥脫水，也可用于分離烷烴與烯烴、烷烴與芳烴，同時(shí)硅膠也是常用的色譜柱填充材料。,。,8.活性氧化鋁,為無(wú)定形的多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)，一般由氧化鋁的三水化合物加熱、脫水和活化而