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吸附剂分类、种类介绍

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吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类,如粗孔和细孔吸附剂,粉状、粒状、条状吸附剂碳质和氧化物吸附剂极性和非极性吸附剂等。

常用吸附剂种类
常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂金属、非金属氧化物类吸附剂(如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等)。最具代表性的吸附剂是活性炭,吸附性能相当好,但是成本比较高,曾应用在松花江事件中用来吸附水体中的甲苯。其次还有分子筛、硅胶、活性铝、聚合物吸附剂和生物吸附剂等等。

工业性吸附剂分类
吸附剂一般都是用在工业生产中,因此根据工业的常用性可以把吸附剂分为六大类。
硅胶,它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等;
氧化铝,它也是一种脱水的吸附剂;
活性炭,主要用于水处理、脱色和气体处理;
聚丙烯酰胺,主要用于生活污水和有机废水;
沸石分子筛,用于气体吸附分离、气体和液体干燥;
碳分子筛,主要起运输通道作用,微孔则起分子筛的作用。
吸附剂一般也分为有机物和无机物两类,有机物类如小麦胚粉,脱脂的玉米胚粉,玉米芯碎片,粗麸皮,大豆细粉以及吸水性强的谷物类等。无机物类则包括二氧化硅,蛭石,硅酸钙等。

常用的吸附剂介绍
硅胶吸附剂
是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒,分子式为SiO2.nH2O,为一种亲水性的极性吸附剂。它是用硫酸处理硅酸钠的水溶液,生成凝胶,并将其水洗除去硫酸钠后经干燥,便得到玻璃状的硅胶,它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等。工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。粗孔硅胶在相对湿度饱和的条件下,吸附量可达吸附剂重量的80%以上,而在低湿度条件下,吸附量大大低于细孔硅胶。
氧化铝吸附剂
活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成,它的性质取决于最初氢氧化物的结构状态,一般都不是纯粹的Al2O3,而是部分水合无定形的多孔结构物质,其中不仅有无定形的凝胶,还有氢氧化物的晶体。由于它的毛细孔通道表面具有较高的活性,故又称活性氧化铝。它对水有较强的亲和力,是一种对微量水深度干燥用的吸附剂。在一定操作条件下,它的干燥深度可达露点-70℃以下。
活性炭吸附剂
是将木炭、果壳、煤等含碳原料经炭化、活化后制成的。
活化方法可分为两大类,即药剂活化法和气体活化法。药剂活化法就是在原料里加入氯化锌、硫化钾等化学药品,在非活性气氛中加热进行炭化和活化。气体活化法是把活性炭原料在非活性气氛中加热,通常在700℃以下除去挥发组分以后,通入水蒸气、二氧化碳、烟道气、空气等,并在700~1200℃温度范围内进行反应使其活化。
活性炭特性:
①活性炭的比表面积和孔隙结构
活性炭具有巨大的比表面积和丰富的孔隙结构。比表面积可达500~1700㎡/g,其中小孔容积一般为0.15~0.9ml/g,表面积占比表面积的95%以上,过渡孔容积一般为0.02~0.1ml/g,表面积占比表面积的5%左右,而大孔容积一般为0.2~0.5ml/g,表面积很小,只有0.5~2㎡/g。
②活性炭的表面化学性质
由于活性炭表面有—OH基等,所以具有一些极性。 [4]
活性炭作用:
空气净化;污水处理场排气吸附;饮料水处理;电厂水预处理;废水回收前处理;生物法污水处理;有毒废水处理;石化无碱脱硫醇;溶剂回收;化工催化剂载体;滤毒罐;黄金提取;化工品储存排气净化;制糖、酒类、味精医药、食品精制、脱色;乙烯脱盐水填料;汽车尾气净化;PTA氧化装置净化气体。 [3]
沸石分子筛吸附剂
又称合成沸石或分子筛,其化学组成通式为:
[M2(Ⅰ)M(Ⅱ)]O.Al2O3.nSiO2. mH2O
式中M2(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为为一价和二价金属离子,多半是钠和钙,n称为沸石的硅铝比,硅主要来自于硅酸钠和硅胶,铝则来自于铝酸钠和Al(HO)3等,它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物,经干燥后便成沸石,一般n=2~10,m=0~9。
沸石的特点是具有分子筛的作用,它有均匀的孔径,如3A0、4A0、5A0、10A0细孔。有4A0孔径的4A0沸石可吸附甲烷、乙烷,而不吸附三个碳以上的正烷烃。它已广泛用于气体吸附分离、气体和液体干燥以及正异烷烃的分离。
碳分子筛吸附剂
实际上也是一种活性炭,它与一般的碳质吸附剂不同之处,在于其微孔孔径均匀地分布在一狭窄的范围内,微孔孔径大小与被分离的气体分子直径相当,微孔的比表面积一般占碳分子筛所有表面积的90%以上。碳分子筛的孔结构主要分布形式为:大孔直径与碳粒的外表面相通,过渡孔从大孔分支出来,微孔又从过渡孔分支出来。在分离过程中,大孔主要起运输通道作用,微孔则起分子筛的作用。
以煤为原料制取碳分子筛的方法有碳化法、气体活化法、碳沉积法和浸渍法。其中炭化法最为简单,但要制取高质量的碳分子筛必须综合使用这几种方法。
碳分子筛在空气分离制取氮气领域已获得了成功,在其它气体分离方面也有广阔的前景。
聚丙烯酰胺吸附剂
1)用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应型号,可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水,脱水时,产生絮团大,不粘滤布,压滤时不散,流泥饼较厚,脱水效率高,泥饼含水率在80%以下。
2)用于生活污水和有机废水的处理,本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性,这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀,澄清很有效。如生产粮食酒精废水,造纸废水,城市污水处理厂的废水,啤酒废水,味精厂废水,制糖废水,有机含量高 废水、饲料废水,纺织印染废水等,用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍,因为这类废水普遍带阴电荷。
3)用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂,用量少,效果好,成本低,特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好,它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。
4)造纸用增强剂及其它助剂。提高填料、颜料等存留率、纸张的强度。
5)用于油田经学助剂,如粘土防膨剂,油田酸化用稠化剂。
6)用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。


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