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工业常用的吸附剂有哪些
工业常用的吸附剂有哪些
发布时间:2020/9/22 11:20:25      来源:http://www.huoxingtan123.com      浏览:

    目前工业上常用的吸附剂主要有活性炭、活性氧化铝、硅胶和分子筛等。

    (1)活性炭

    活性炭是许多具有吸附性能的碳基物质的总称,木炭可以被认为是一种吸附能力很低的活性炭。活性炭的原料是几乎所有的含碳物质。如煤、木材、骨头、果核、坚硬的果壳以及废纸浆、废树脂等,将这些含碳物质在低于878K下进行炭化,再用水蒸气或热空气进行活化处理。还有用氯化锌、氯化镁、氯化钙、磷酸来代替热蒸汽作活化剂的。活性炭经过活化处理,比表面积一般可达700~1000m2/g,具有优异和广泛的吸附能力。炭分子筛是新近开发的一种孔径均一的分子筛型活性炭新品种,孔径一般在100nm以下,具有良好的选择吸附能力。

    普通活性炭又分为颗粒状活性炭(粒炭)和粉状活性炭(粉炭),气体吸附多用粒炭,因其阻力小,而粉炭多用于液体的脱色处理。活性炭是一种非极性吸附剂,具有疏水性和亲有机物质的性质,它能吸附绝大部分有机气体,如苯类,醛酮类、醇类、烃类等以及恶臭物质,因此,活性炭常被用来吸附和回收有机溶剂和处理恶臭物质。同时由于活性炭的孔径范围宽,即使对一些极性吸附质和一些特大分子的有机物质,仍然表现出它的优良的吸附能力,如在SO2、NOx、Cl2、H2S、CO2等有害气体治理中,有着广泛的用途。因此,在吸附操作中,活性炭是一种首选的优良吸附剂。

    近年来出现的纤维活性炭,是一种新型的高性能活性炭吸附材料。它是利用超细纤维如黏胶丝、酚醛纤维或腈纶纤维等制成毡状、绳状、布状等,经高温(1200K以上)炭化,用水蒸气活化后形成的。纤维活性炭的表面积大,有的可高达1700m2/g,密度小(5~15kg/m3),微孔多而均匀。普通颗粒活性炭孔径不均一,除小孔外,还有0.01~0.1μm的中孔和0.5~5μm的大孔,而纤维活性炭不但孔隙率较大,而且孔径比较均一,绝大多数为0.0015~0.003μm的小孔和中孔,因而吸附容量大,而且,由于纤维活性炭的微孔直接通向外表面,吸附质分子内扩散距离较短,所以吸附和脱附速率高,残留量少,因而使用寿命长。正是由于纤维活性炭具有这些结构特征,对各种无机和有机气体、水溶液中的有机物、重金属离子等具有较大的吸附容量和较快的吸附速率,其吸附能力比一般的活性炭高出1~10倍,特别是对于一些恶臭物质的吸附量比颗粒活性炭要高40倍左右。

    (2)活性氧化铝

    活性氧化铝是将含水氧化铝(如铝土矿)在严格控制的加热速率下于773K加热制成的多孔结构的活性物质。根据结晶构造,氧化铝可分为α型和γ型。具有吸附活性的主要是γ型,尤其是含一定结晶水的γ-氧化铝,吸附活性很高。晶格类型的形成主要取决于焙烧温度,若三水铝石在773~873K温度下焙烧,所得氧化铝即为含有结晶水的γ型活性氧化铝,温度超过1173K,开始变成α型氧化铝,吸附性能急剧下降。

    活性氧化铝是一种极性吸附剂,无毒,对水的吸附容量很大,常用于高湿度气体的吸湿和干燥。它还用于多种气态污染物,如SO2、H2S、含氟废气、NOx以及气态碳氢化合物等废气的净化。活性氧化铝机械强度好,可在移动床中使用,并可作催化剂的载体。而且它对多数气体和蒸气是稳定的,浸入水或液体中不会溶胀或破碎。循环使用后其性能变化很小,因此使用寿命长。活性氧化铝常用作催化剂的载体。

    (3)硅胶

    将水玻璃(硅酸钠)溶液用无机酸处理后所得凝胶,经老化、水洗去盐,于398~408K下干燥脱水,即得到坚硬多孔的固体颗粒硅胶。硅胶是一种无定形链状和网状结构的硅酸聚合物,其分子式为SiO2·nH2O。硅胶的孔径分布均匀,亲水性极强,吸收空气中的水分可达自身质量的50%,同时放出大量的热,使其容易破碎。硅胶在应用上有很大一部分是用作吸湿剂(干燥剂),在用作干燥剂时常加入氯化钴或溴化铜,以指示吸湿程度。硅胶是一种极性吸附剂,可以用来吸附SO2、NOx等气体,但难于吸附非极性的有机物。硅胶还可用作催化剂的载体。

    (4)沸石分子筛

    分子筛自1756年从自然界发现到现在已陆续发现36种之多。这种天然分子筛是一种结晶的铝硅酸盐,因将其加热熔融时可起泡“沸腾”,因此又称沸石或泡沸石,又因其内部微孔能筛分大小不一的分子,故又名分子筛或沸石分子筛。目前人工合成的沸石分子筛已超过百种。最常用的有A型、X型、Y型、M型和ZSM型等。

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