2.吸附平衡及其影响因素概述

Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,安徽工业大学,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,吸附平衡及其影响因素,主要内容,吸附平衡,1,吸附等温线与等温方程,2,吸附影响因素,3,吸附平衡,当吸附质和吸附剂充分接触后，一方面吸附质被吸附剂吸附吸附过程,另一方面一局部已被吸附的吸附质由于热运动的结果，能够脱离吸附剂的外表，又回到流体相中去解吸脱附过程。,2,、吸附平衡,当吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内吸附的数量等于解吸数量时，则吸附质在流体相中和吸附剂外表上的浓度都不再转变，此时称为到达吸附平衡。,1,、吸附过程与解吸过程,吸附平衡,吸附平衡关系预备了吸附过程的方向和极限，是吸附过程的根本依据。假设流体中吸附质浓度高于平衡浓度，则吸附质将被吸附，假设流体中吸附质浓度低于平衡浓度，则吸附质将被解吸，最终达吸附平衡，过程停顿。,4,、吸附过程的方向和极限,单位质量的吸附剂所吸附的吸附质的质量，一般用q表示，单位mg/g 或g/g。,假设用V表示流体相体积，C0和C分别表示吸附前后吸附质的浓度，W表示吸附剂的质量，则：,3,、吸附容量,吸附等温线与吸附等温方程,吸附平衡,表示方法,吸附等温线,吸附等压线,吸附等温方程,恒温下单位质量吸附剂的吸附容量,Qe,与流体相中吸附质的分压,(,或平衡浓度,Ce),间的关系绘出的曲线称为吸附等温线。,表示吸附等温线的公式成为吸附等温方程,恒压下的平衡吸附量与温度的关系称之为吸附等压线,吸附等温线与吸附等温方程,1,、吸附等温线,吸附等温线形式可归纳为六种根本类型,吸附等温线与吸附等温方程,2,、吸附等温线特点,低压下组分吸附量随组分压力的增加迅速增加。当组分压力增加到一定值后，吸附量随压力变化很小,表示非多孔性固体表面发生多分子层吸附，它代表在多相基质上不受限制的多层吸附,吸附剂与吸附质互相作用较弱、固体和吸附质之间的相互作用小于吸附质之间的相互作用时的情况,吸附等温线与吸附等温方程,具有明显的滞后回线，一般解释为是因为吸附中的毛细管现象，使凝聚气体分子不易蒸发所致。,与类型,4,相似，只是吸附质与吸附剂相互作用较弱。,又叫阶梯型等温线，非极性的吸附质在物理、化学性质均匀的非多孔固体上吸附时较为常见。,吸附等温线与吸附等温方程,3,、吸附等温方程,朗格缪尔吸附模型假定条件为：,a.分子或原子被吸附在吸附剂外表的一些固定的位置上；,b.每个位置只能被一个分子或原子所占据；,c.全部位置的吸附能都是一个常数(抱负均匀外表)且被吸附的相邻分子或原子之间无相互作用,(1Langmuir方程,吸附等温线与吸附等温方程,Langmuir 等温方程可以用于描述大多数类型的吸附等温。,另外，Langmuir 方程可以很好地表示出等温线在低压局部的特点。但是不适合高压局部，由于在较高分压状况下，吸附不能认为是单分子层吸附，同时需要考虑毛细管分散现象。,吸附等温线与吸附等温方程,(2)、BET方程(Brunauer、Emmett、Teller),BET模型假定条件：,a、吸附剂外表上可扩展到多分子层吸附；,b、被吸附组分之间无相互作用力，而吸附层之间的分子力为范德华力；,c、吸附剂外表均匀；,d、第一层的吸附热为物理吸附热，其次层以上为液化热；,e、总吸附量为各层吸附量的总和；,在以上假设的根底上推导出BET二参数方程为:,BET 方程的优点是适用范围广，可适用于I、型等温线，但形式简洁。,吸附等温线与吸附等温方程,BET,模型方程与,Langmuir,方程的联系,?,吸附等温线与吸附等温方程,3、Freundlich(弗罗因德利希方程,Freundlich 吸附公式是应用最早的阅历公式之一，Freundlich 公式的数学表达式为：,将两边取对数得,式中:q到达吸附平衡时的平衡吸附量；,Pi 平衡时被吸附组分在气相中的分压，Pa；,k、n与吸附剂的种类、特性、温度等有关的常数。,吸附影响因素,吸附质性质,吸附剂性质,pH,接触时间,温度,共存物质,吸附影响因素,吸附影响因素,a、比外表积,由于吸附现象发生在吸附剂外表上，所以吸附剂的比外表积是影响吸附的重要因素之一，比外表积越大，吸附性能越好。,1,、吸附剂性质,b、微孔数目,活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素。,吸附速度主要与粒度及细孔分布有关，微孔数量多，内集中对吸附速度影响较大，可吸附在细孔壁上的吸附质就多。,a、溶解度,对同一族物质的溶解度随链的加长而降低，而吸附容量伴同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附。,如活性炭从水中吸附有机酸的次序是甲酸-乙酸-丙酸-丁酸而增加。,2,、吸附质性质,b,、分子构造,吸附质分子的大小和化学构造对吸附也有较大的影响。吸附速度受内集中速度的影响，吸附质分子的大小与活性炭孔径大小成确定比例，最利于吸附。,吸附影响因素,pH值对吸附的影响，要与吸附剂和吸附质的影响综合考虑。pH值把握了酸性或碱性化合物的离解度，当pH值到达某个范围时，这些化合物就要离解，影响对这些化合物的吸附。pH值还会影响吸附质的溶解度，以及影响胶体物质吸附质的带电状况。,3,、,pH,由于液相吸附时吸附热较小，所以溶液温度的影响较小。吸附是放热反响。吸附热，即活性炭吸附单位重量的吸附质溶质放出的总热量，以KJ/mol为单位。吸附热越大，温度对吸附的影响越大。,4,、溶液温度,另一方面，温度对物质的溶解度有影响，因此对吸附也有影响。用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。,吸附影响因素,应用吸附法处理水时，通常水中不是单一的污染物质，而是多组分污染物的混合物。在吸附时，它们之间可以共吸附，相互促进或相互干扰。一般状况下，多组分吸附时分别的吸附容量比单组分吸附时低。,5,、多组分吸附质共存,由于吸附是液相中的吸附质向固相外表的一个转移过程，所以吸附质与吸附剂之间需要确定的接触时间，才能使吸附剂发挥最大的吸附力气。在水处理量确定的状况下，增加接触时间，意味着增加水处理设备或增大水处理设备，,6,、接触时间,THANK YOU,