1. Adsorbcijos atskyrimo proceso apžvalga
Adsorbcija reiškia, kad kai skystis (dujos ar skystis) liečiasi su kieta akyta medžiaga, vienas ar keli skysčio komponentai perkeliami į išorinį porėtos medžiagos paviršių ir vidinį mikroporų paviršių, kad šie paviršiai praturtėtų. sudaryti monomolekulinį sluoksnį arba daugiamolekulinį sluoksnio procesą.
Adsorbuojamas skystis vadinamas adsorbatu, o pačios poringos kietosios dalelės – adsorbentu.
Dėl skirtingų fizinių ir cheminių adsorbato ir adsorbento savybių adsorbento adsorbcijos geba skirtingiems adsorbatams taip pat skiriasi.Esant dideliam adsorbcijos selektyvumui, adsorbcijos fazės ir absorbcijos fazės komponentai gali būti praturtinti, kad būtų galima atskirti medžiagas.
2. Adsorbcijos/desorbcijos procesas
Adsorbcijos procesas: Jis gali būti laikomas koncentracijos arba suskystinimo procesu.Todėl kuo žemesnė temperatūra ir didesnis slėgis, tuo didesnis adsorbcijos pajėgumas.Visiems adsorbentams lengviau suskystintos (aukštesnės virimo temperatūros) dujos adsorbavosi daugiau, o mažiau skystos (žemesnės virimo temperatūros) dujos adsorbavosi mažiau.
Desorbcijos procesas: Tai gali būti laikoma dujofikavimo arba garavimo procesu.Todėl kuo aukštesnė temperatūra ir mažesnis slėgis, tuo pilnesnė desorbcija.Visų sorbentų atveju mažiau desorbuojasi labiau suskystintos (aukštesnės virimo temperatūros) dujos, o mažiau suskystintos (žemesnės virimo temperatūros) dujos yra lengviau desorbuojamos.
3. Adsorbcinio atskyrimo principas ir jo klasifikacija
Adsorbcija skirstoma į fizinę adsorbciją ir cheminę adsorbciją.
Fizinio adsorbcijos atskyrimo principas: Atskyrimas pasiekiamas naudojant adsorbcijos jėgos skirtumą (van der Waals jėga, elektrostatinė jėga) tarp atomų ar grupių ant kieto paviršiaus ir svetimų molekulių.Adsorbcijos jėgos dydis yra susijęs su adsorbento ir adsorbato savybėmis.
Cheminio adsorbcinio atskyrimo principas pagrįstas adsorbcijos procesu, kurio metu kieto adsorbento paviršiuje vyksta cheminė reakcija, kad adsorbatas ir adsorbentas susijungtų su chemine jungtimi, todėl selektyvumas yra stiprus.Chemisorbcija paprastai yra lėta, gali sudaryti tik vieną sluoksnį ir yra negrįžtama.
4. Dažni adsorbentų tipai
Įprasti adsorbentai daugiausia yra: molekuliniai sietai, aktyvuota anglis, silikagelis ir aktyvintas aliuminio oksidas.
Molekulinis sietas: turi įprastą mikroporų kanalo struktūrą, kurio specifinis paviršiaus plotas yra apie 500–1000 m²/g, daugiausia mikroporų, o porų dydžio pasiskirstymas yra 0,4–1 nm.Molekulinių sietų adsorbcijos charakteristikas galima keisti koreguojant molekulinio sieto struktūrą, sudėtį ir priešinių katijonų tipą.Molekuliniai sietai daugiausia priklauso nuo būdingos porų struktūros ir Kulono jėgos lauko tarp subalansuoto katijono ir molekulinio sieto karkaso, kad sukurtų adsorbciją.Jie turi gerą šiluminį ir hidroterminį stabilumą ir yra plačiai naudojami atskiriant ir valant įvairias dujų ir skysčio fazes.Adsorbentas pasižymi dideliu selektyvumu, dideliu adsorbcijos gyliu ir dideliu adsorbcijos pajėgumu, kai naudojamas;
Aktyvuota anglis: turi turtingą mikroporų ir mezoporų struktūrą, specifinis paviršiaus plotas yra apie 500–1000 m² / g, o porų dydžio pasiskirstymas daugiausia yra 2–50 nm.Aktyvuota anglis daugiausia priklauso nuo van der Waals jėgos, kurią sukuria adsorbatas, kad būtų sukurta adsorbcija, ir daugiausia naudojama organinių junginių adsorbcijai, sunkiųjų angliavandenilių organinių medžiagų adsorbcijai ir pašalinimui, dezodorantui ir kt.;
Silikagelis: Silikagelio pagrindu pagamintų adsorbentų specifinis paviršiaus plotas yra apie 300–500 m²/g, daugiausia mezoporinis, porų dydžio pasiskirstymas yra 2–50 nm, o vidiniame porų paviršiuje gausu paviršiaus hidroksilo grupių.Jis daugiausia naudojamas adsorbcijos džiovinimui ir slėgio svyravimo adsorbcijai, siekiant gaminti CO₂ ir kt.;
Aktyvuotas aliuminio oksidas: specifinis paviršiaus plotas yra 200–500 m²/g, daugiausia mezoporos, o porų dydžio pasiskirstymas yra 2–50 nm.Jis daugiausia naudojamas džiovinimui ir dehidratavimui, rūgščių išmetamųjų dujų valymui ir kt.
