1. Tổng quan về quá trình tách hấp phụ
Hấp phụ có nghĩa là khi một chất lỏng (khí hoặc chất lỏng) tiếp xúc với một chất xốp rắn, một hoặc nhiều thành phần trong chất lỏng được chuyển sang bề mặt bên ngoài của chất xốp và bề mặt bên trong của các vi lỗ để làm giàu trên các bề mặt này. tạo thành quá trình lớp đơn phân tử hoặc quá trình lớp đa phân tử.
Chất lỏng bị hấp phụ được gọi là chất hấp phụ và bản thân các hạt rắn xốp được gọi là chất hấp phụ.
Do tính chất vật lý và hóa học của chất hấp phụ và chất hấp phụ khác nhau nên khả năng hấp phụ của chất hấp phụ đối với các chất hấp phụ khác nhau cũng khác nhau.Với độ chọn lọc hấp phụ cao, các thành phần của pha hấp phụ và pha hấp thụ có thể được làm giàu, để thực hiện việc tách các chất.
2. Quá trình hấp phụ/giải hấp
Quá trình hấp phụ: Nó có thể được coi là một quá trình cô đặc hoặc là một quá trình hóa lỏng.Vì vậy, nhiệt độ càng thấp và áp suất càng cao thì khả năng hấp phụ càng lớn.Đối với tất cả các chất hấp phụ, chất khí dễ hóa lỏng hơn (điểm sôi cao hơn) được hấp phụ nhiều hơn và chất khí ít hóa lỏng hơn (điểm sôi thấp hơn) được hấp phụ thấp hơn.
Quá trình giải hấp: Nó có thể được coi là một quá trình khí hóa hoặc bay hơi.Do đó, nhiệt độ càng cao và áp suất càng thấp thì quá trình giải hấp càng hoàn thiện.Đối với tất cả các chất hấp thụ, các khí hóa lỏng hơn (điểm sôi cao hơn) ít có khả năng giải hấp hơn và các khí ít hóa lỏng hơn (điểm sôi thấp hơn) sẽ dễ dàng giải hấp hơn.
3. Nguyên lý tách hấp phụ và phân loại
Sự hấp phụ được chia thành hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
Nguyên lý phân tách hấp phụ vật lý: Sự phân tách đạt được bằng cách sử dụng sự chênh lệch lực hấp phụ (lực van der Waals, lực tĩnh điện) giữa các nguyên tử hoặc nhóm trên bề mặt rắn và các phân tử lạ.Độ lớn của lực hấp phụ có liên quan đến tính chất của cả chất bị hấp phụ và chất bị hấp phụ.
Nguyên lý tách hấp phụ hóa học dựa trên quá trình hấp phụ trong đó xảy ra phản ứng hóa học trên bề mặt chất hấp phụ rắn để kết hợp chất hấp phụ và chất hấp phụ bằng liên kết hóa học nên tính chọn lọc rất mạnh.Quá trình hấp thụ hóa học nói chung diễn ra chậm, chỉ có thể tạo thành lớp đơn và không thể đảo ngược.
4. Các loại chất hấp phụ phổ biến
Các chất hấp phụ phổ biến chủ yếu bao gồm: sàng phân tử, than hoạt tính, silica gel và alumina hoạt tính.
Sàng phân tử: Có cấu trúc kênh vi mô đều đặn, diện tích bề mặt riêng khoảng 500-1000m2/g, chủ yếu là micropores, phân bố kích thước lỗ chân lông trong khoảng 0,4-1nm.Các đặc tính hấp phụ của sàng phân tử có thể được thay đổi bằng cách điều chỉnh cấu trúc, thành phần và loại cation phản ứng của sàng phân tử.Sàng phân tử chủ yếu dựa vào cấu trúc lỗ đặc trưng và trường lực Coulomb giữa cation cân bằng và khung rây phân tử để tạo ra sự hấp phụ.Chúng có độ ổn định nhiệt và thủy nhiệt tốt và được sử dụng rộng rãi trong việc tách và tinh chế các pha khí và lỏng khác nhau.Chất hấp phụ có đặc tính chọn lọc mạnh, độ sâu hấp phụ cao và khả năng hấp phụ lớn khi sử dụng;
Than hoạt tính: Nó có cấu trúc micropore và mesopore phong phú, diện tích bề mặt riêng khoảng 500-1000m2/g và sự phân bố kích thước lỗ chân lông chủ yếu trong khoảng 2-50nm.Than hoạt tính chủ yếu dựa vào lực van der Waals do chất hấp phụ tạo ra để tạo ra sự hấp phụ và chủ yếu được sử dụng để hấp phụ các hợp chất hữu cơ, hấp phụ và loại bỏ chất hữu cơ hydrocarbon nặng, chất khử mùi, v.v.;
Silica gel: Diện tích bề mặt riêng của chất hấp phụ gốc silica gel là khoảng 300-500m2/g, chủ yếu là xốp, với sự phân bố kích thước lỗ chân lông là 2-50nm, và bề mặt bên trong của lỗ chân lông rất giàu nhóm hydroxyl bề mặt.Nó chủ yếu được sử dụng để sấy hấp phụ và hấp phụ dao động áp suất để tạo ra CO₂, v.v.;
Alumina hoạt tính: Diện tích bề mặt riêng là 200-500m2/g, chủ yếu là mesopores và phân bố kích thước lỗ chân lông là 2-50nm.Nó chủ yếu được sử dụng trong sấy khô và khử nước, lọc khí thải axit, v.v.
